概述

一般来说，我们使用Alpha Test（透明度测试）或者Alpha Blend（透明度混合）来实现透明效果，其中Alpha Blend（之后简称）Blend可以实现真正的半透明效果。

无论哪种实现方式，我们都需要关闭透明物体的深度写入（禁止ZWrite）。

为什么要关闭透明物体的深度写入？

设想一种情况，假设半透明物体A在不透明物体B的前面。

如果开启了深度写入，那么由于A在B的前面，ZBuffer中存储的肯定是A的Z值，那么B就无法通过ZTest，导致A的颜色会覆盖掉B的颜色。这样最终呈现的效果就是半透明物体A挡住了不透明物体B，这显然不是我们需要的结果。

所以，我们必须关闭透明物体的深度写入，不过这样做实际上破坏了深度缓冲的工作机制，这带来了很大的副作用，为了让深度缓冲机制正常工作，我们就必须严格的控制物体的渲染顺序。

半透明物体和透明物体的渲染顺序

假设半透明物体A和不透明物体B，A仍然在B的前面。

• 先渲染半透明物体A再渲染不透明物体B ：

  • (1) 渲染A，ZBuffer为空，通过ZTest，由于关闭了透明物体的ZWrite，所以A的Z值不会写入ZBuffer
  • (2) 渲染B，实际上此时ZBuffer还是初始值，B通过ZTest之后直接写入ZWrite，导致B的颜色覆盖掉A。

• 先渲染不透明物体B再渲染透明物体A

  • (1) 渲染B，ZBuffer为空，通过ZTest，B的Z值写入ZBuffer。
  • (2) 渲染A，由于A是在B的前面，所以A会通过ZTest（但不写入ZWrite），之后根据设置好的Blend公式做出混合操作，实现半透明效果。

结论是，如果半透明物体和不透明物体共存，那么首先开启ZWrire，渲染不透明物体。再关闭ZWrite，渲染半透明物体。

半透明物体和半透明物体的渲染顺序

假设半透明物体A和半透明物体B， A在B的前面。

• 先渲染A再渲染B ：

  • (1) 渲染A，ZBuffer为空，通过ZTest，将A写入Framebuffer（颜色缓冲不是ZBuffer）
  • (2) 渲染B，ZBuffer仍然为空，通过ZTest，将B和A颜色混合。如果使用SrcAlpha和OneMinusSrcAlpha这样的公式，会让B的颜色重于A，造成了B在A前面的视觉效果。

• 先渲染B再渲染A ：

  • (1) 渲染B，ZBuffer为空，通过ZTest，将B写入Framebuffer（颜色缓冲不是ZBuffer）
  • (2) 渲染A，ZBuffer仍然为空，通过ZTest，将B和A颜色混合。如果使用SrcAlpha和OneMinusSrcAlpha这样的公式，会让A的颜色重于B，A在B前面的视觉效果，正是我们要的效果。

结论是，多个透明物体，要按照由远到近的顺序渲染。

PS : Blend公式

$DstColor(new) = SrcAlpha * SrcColor + (1 - SrcAlpha) * DstColor(old)$

其中DstColor是颜色缓冲中的颜色值，SrcColor是(纹理采样+光照计算)后的的颜色，SrcAlpha是纹理采样的alpha通道。

开启ZWrite的透明效果

关闭ZWrite并依靠排序的方法来搞定渲染顺序，有时候也会出错（因为某个model很可能是多个不在一个平面上的不规则模型），这里有一种开启ZWrite的渲染方法。

核心思想就是渲染两次：

• 第一遍渲染开启ZWrite但是不把颜色写入到Framebuffer中，得到一个正确结果的ZBuffer
• 第二遍渲染就像正常的Blend过程，关闭ZWrite直接混合，由于深度信息已经正确，所以无需排序。

这样的方法是比较消耗性能的，之前的Blend效果就比较可以，一般不使用这种方式。

PS ： 这种方法仅适用于渲染半透明物体，对不透明物体不需要这么做。

双向透明渲染

核心思想也是渲染两次 ：

• 第一次渲染，CullFront，渲染背面，剔除前面，当然这个过程是关闭ZWrite的，就像常规的Blend操作。
• 第二次渲染，CullBack， 渲染前面，剔除背面，当然这个过程是关闭ZWrite的，就像常规的Blend操作。

这两次渲染隐含了半透明物体共存时，渲染顺序必须是由远到近的顺序渲染。