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关于Early-Z和Z-prepass
百人计划学习链接：【技术美术百人计划】图形 3.5 Early-z和Z-prepass 一、回顾深度测试 1. 渲染管线中的深度测试
作用：为了解决物体可见遮挡性的问题 深度测试的流程： 由于在传统的渲染管线中，深度测试的位置是在Blend之前，而此时的片元已经进行了片元着色器的计算，如果深度测试后被舍弃，就会造成大量的无用计算 就是在光栅化之后，片元着色器之前进行一次深度测试，没有通过测试的片元则不进行之后的片元着色器计算，因此来提高性能。 渲染管线中的Early-Z: 在以下几种情况中，Ealry-Z会不生效 开启Alpha Test 或 clip/discard 等手动丢弃片元操作手动修改GPU插值得到的深度开启Alpha Blend关闭深度测试Depth Test注：前两点情况原理类似，由于手动进行了片元的丢弃，会导致深度测试筛选出的片元也可能会被舍弃；第三点是由于开启了Alpha Blend一般会关闭深度写入，所以也不会生效；第四点关闭深度测试自然不会生效 如何高效利用Ealry-Z 当物体按照离屏幕由远及近的顺序渲染时，每一个物体的像素依旧会通过深度检测，因此并不会减少像素着色过程。 Z-Prepass首先对需要被渲染的物体先执行一遍渲染管线，但这个管线的像素着色器不执行任何操作，通过这种方法，借助深度检测机制，将离屏幕最近的物体的深度值写入深度缓冲区。 然后执行第二遍渲染管线，这次的管线使用第一遍渲染产生的深度缓冲区，并利用early-z技术，使得只有与深度缓冲区中深度值相等的被渲染。 使用提前分离的方式： Z-prepass也可以用来解决透明渲染的问题 Z-prepass真的有用吗？ 因此，需要根据不同的场景来考虑是否要使用Z-prepass（例如有大量OverDraw的场景中使用Z-prepass可以很好的减小消耗） 五、Early-Z 和 Z-Prepass的实例应用
 这样的做法会带来特别多的OverDraw，因此需要使用Ealry-Z和Z-prepass进行改善  但是，early-z是不能使用透明度测试的，所以需要使用一个非常简单的shader来进行透明度测试，并生成一个Z-Buffer 最终需要用到4个Pass第一个pass用于生成Z Buffer:开启透明度测试仅通过不透明的测试，并关闭背面剔除，开启深度写入，关闭颜色缓冲区写入，只返回透明度值之后的3个PASS与之前类似：第一个是渲染不透明物体，并剔除背面，设置深度测试为等于，关闭深度写入第二个渲染背面，剔除正面，并关闭深度写入，深度测试为小于第三个渲染正面，剔除背面，并开启深度写入，深度测试同上
测试一下使用Z-prepass的透明物体效果与消耗 大部分斜45度视角游戏在角色站在建筑后面的时候都会有一个遮挡半透的效果，来实现一下 首先用一个简单的半透shader来实现透明的效果 Shader "Unlit/TestAlphaShader" { Properties { _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} _Alpha("Alpha", Range(0,1)) = 1 } SubShader { Tags { "Queue"="Transparent" } Pass { blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha ZWrite Off CGPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #include "UnityCG.cginc" struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct v2f { float2 uv : TEXCOORD0; float4 vertex : SV_POSITION; }; sampler2D _MainTex; float4 _MainTex_ST; float _Alpha; v2f vert (appdata v) { v2f o; o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex); return o; } fixed4 frag (v2f i) : SV_Target { fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv); col.a = _Alpha; return col; } ENDCG } } }然后需要在角色移动的时候在判断摄像机与角色中间是否有建筑，如果有则让建筑变成透明 这段代码比较复杂就不详细说明了，参考的是这篇文章中的内容 可以达到如下效果
发现透明物体显示的有问题，出现了这个物体内部的一些正常情况下看不见的东西。 使用Z-Prepass方法 用两个Pass来渲染，一个开启深度写入但不输出颜色，另一个关闭深度写入 Pass { ZWrite On ColorMask 0 }效果如下
现在效果正常了，但是可以在framebuffer中可以看出多了一次drawcall 修改一下效果，只让屏幕中心的位置进行一个插值透明计算（因为角色一直在视角中心的位置） struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct v2f { float2 uv : TEXCOORD0; float4 vertex : SV_POSITION; float4 screenPos : TEXCOORD1; }; sampler2D _MainTex; float4 _MainTex_ST; fixed4 _Color; float _FadeCircle_Min; float _FadeCircle_Max; v2f vert(appdata v) { v2f o; o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex); o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex); o.screenPos = ComputeScreenPos(UnityObjectToClipPos(v.vertex)); return o; } fixed4 frag(v2f i) : SV_Target { fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv) * _Color; half2 clipPos = i.screenPos.xy / i.screenPos.w; float distanceToCenter = distance(clipPos, half2(0.5, 0.5)); #ifdef FADECIRCLE_ON half alpha = smoothstep(_FadeCircle_Min, _FadeCircle_Max, distanceToCenter); col.a = alpha; #endif return col; }效果如下
参考学习：https://blog.csdn.net/puppet_master/article/details/73478905 |
进行深度测试后，能够确保只有在最前面的片元才会最终渲染出来 
因此，为了解决这个问题，需要使用Early-Z技术
注：Ealry-Z中同样可以使用模板测试
Shader中的使用案例： 
但是，这样会有动态批处理的问题 
一个物体拥有多个Pass，是无法进行动态批处理的，因为也会带来Draw Call的问题 
具体的案例可以参考雨松MOMO的这篇文章：使用URP下的RendererFeature 
Z-prepass的计算消耗
论坛中的计算中可以看出使用了Z-prepass反而增大了消耗
首先的方案是使用了3个Pass。
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