前言

在 Unity 的通用渲染管线（URP）中，处理半透明物体的自身交叠是一个常见挑战。当半透明物体（如玻璃、水或透明材质）的某些部分相互重叠时，可能会出现渲染顺序问题，导致视觉瑕疵。

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问题分析

半透明物体在渲染时需要从后向前排序，以确保正确的混合效果。然而，当同一物体的不同部分相互交叠时，由于它们属于同一网格，Unity 无法正确排序这些片段，导致混合错误。

解决方案

以下是几种解决半透明物体自身交叠问题的方法：

1. 使用双面渲染（Two-Pass Approach）

创建一个自定义着色器，使用两个通道分别渲染正面和背面：

Shader "Custom/TwoSidedTransparent"
{Properties{_Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)_MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}_Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5_Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0}SubShader{Tags { "RenderType"="Transparent" "Queue"="Transparent" }LOD 200// First pass: render back facesCull FrontZWrite OffBlend SrcAlpha OneMinusSrcAlphaCGPROGRAM#pragma surface surf Standard alpha:fade#pragma target 3.0// 着色器代码...ENDCG// Second pass: render front facesCull BackZWrite OffBlend SrcAlpha OneMinusSrcAlphaCGPROGRAM#pragma surface surf Standard alpha:fade#pragma target 3.0// 相同的着色器代码...ENDCG}FallBack "Diffuse"
}

2. 深度写入 Alpha 混合技术

使用特殊的深度处理技术：

Shader "Custom/DepthWriteTransparent"
{Properties{_Color ("Color", Color) = (1,1,1,0.5)_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}}SubShader{Tags { "Queue"="Transparent" "RenderType"="Transparent" }LOD 100// 深度预通道Pass{ZWrite OnColorMask 0}// 主渲染通道Pass{ZWrite OffZTest EqualBlend SrcAlpha OneMinusSrcAlphaHLSLPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"struct appdata{float4 vertex : POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;};struct v2f{float2 uv : TEXCOORD0;float4 vertex : SV_POSITION;};sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;float4 _Color;v2f vert (appdata v){v2f o;o.vertex = TransformObjectToHClip(v.vertex.xyz);o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);return o;}half4 frag (v2f i) : SV_Target{half4 col = tex2D(_MainTex, i.uv) * _Color;return col;}ENDHLSL}}
}

3. 使用屏幕空间深度排序

对于复杂的半透明物体，可以考虑使用屏幕空间技术：

// 在URP渲染器中添加自定义渲染特征
public class TransparentDepthFeature : ScriptableRendererFeature
{class TransparentDepthPass : ScriptableRenderPass{// 实现自定义渲染通道以处理深度排序// 这需要更高级的实现，包括深度纹理的使用和自定义排序}public override void Create(){// 创建渲染通道}public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData){// 添加渲染通道到渲染器}
}

实践建议

1. 尽可能简化网格：减少自交叠的部分
2. 使用适当的渲染队列：确保半透明物体在正确的队列中渲染
3. 考虑性能影响：双通道渲染会增加绘制调用，需谨慎使用
4. 测试不同平台：某些解决方案在移动设备上可能性能不佳

示例场景

下面是一个简单的Unity场景示例，展示如何使用双面渲染解决自交叠问题：

1. 创建一个新材质并使用上面的"Custom/TwoSidedTransparent"着色器
2. 将一个球体或复杂网格（如环面）应用到场景中
3. 调整材质的透明度和颜色
4. 观察自交叠区域的渲染效果

通过上述方法，您可以显著改善Unity URP中半透明物体的自交叠渲染问题。

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