什么是混合模式

混合的定义

混合就是把两种颜色混在一起，具体就是某一像素原位置的颜色与将要画上去的颜色，通过某种方式或算法混在一起，从而实现新的效果。例如PS中的叠加、正片叠底、滤色

混合模式

最终颜色 = Shader计算后的颜色值 * ScrFactor + 累计颜色 * DstFactor

累计颜色可以理解为G-buffer中的像素，混合模式控制的就是ScrFactor和DstFactor

脚本中会看到的是Blend SrcFactor DstFactor

混合模式是Material层面的控制

混合模式的类型

PS中的混合模式

ShaderLab的混合

  1. 如果颜色某一分量超过1，则会被自动截取为1，不需要考虑越界的问题
  2. 在所有着色器执行完毕，所有纹理都被应用，所有像素准备被呈现到屏幕之后，使用Blend命令来操作这些像素进行混合
  3. 语法：

  • Blend Off：关闭Blend（默认）

  • Blend SrcFactor DstFactor

    • 配置并启用混合

    • shader计算的颜色 * SrcFactor + 已经在target buffer的颜色 * DstFactor

  • Blend SrcFactor DstFactor, SrcFactorA DstFactorA

    • 与上同理，但是使用不同的factor来混合alpha

  • BlendOp Value

    • 设置Blend的计算公式，默认为Add

  • BlendOp OpColor， OpAlpha

    • 同上，但是对Alpha进行不同处理

  • AlphaToMaskOn

    • 常用在开启多重渲染（MSAA）的地表植被的渲染

官方文档：https://docs.unity3d.com/cn/2018.4/Manual/SL-Blend.html

总结

  1. Blend命令：启用会禁用GPU上的一些优化（主要是隐藏表面去除Early-Z），会导致GPU开销增加
  2. 混合操作默认为Add，如果使用BlendOp命令，则混合操作将设置为该方式
  3. 混合方程：FinalValue = SrcFactor * SrcValue [operation] DstFactor * DstValue
  4. 单独的RGB和Alpha混合与高级OpenGL混合操作不兼容

【常用非高级混合命令】：

  • Alpha混合：Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha

  • Addtive相加混合：Blend One One

  • 柔和相加混合：Blend One OneMinusDstFactor

  • 相乘混合：Blend DstColor Zero

  • 2倍相乘混合：Blend DstColor SrcColor

  • 预乘透明度混合：Blend One OneMinusSrcAlpha

混合模式的实现方式

Unity中使用自带枚举控制

PS混合模式实现方式

【以下是最常用的】

  • alpha：使用当前颜色的alpha值进行混合

  • darken：对两个颜色乘1取两者的最小值

    • 语法：BlendOp Min，Blend One One

  • Multipy正片叠底：当前颜色 * 缓存颜色 + 缓存颜色 * 0

    • 语法：Blend Add， Blend DstColor Zero

  • Screen滤色：当前颜色 * （1 - 缓存颜色） + 缓存颜色 * 1

    • 语法：Blend Add，Blend OneMinusDstColor One

  • Lighten变亮：对两个颜色乘1取最大值

    • 语法：BlendOp Max，Blend One One

  • LinearDodge线性减淡：缓存颜色 * 1 + 当前颜色 * 1

    • 语法：Blend One One

  • ColorBurn颜色加深：（高级OpenGL混合，只支持OpenGL平台）

    • 目前只在具有GL_KHR_blend_equaion_advanced或GL_NV_blend_equation_advanced扩展支持的OpenGL硬件上可用

剔除

法线剔除

也被称为背面消隐，根据法线朝向判断哪个面被剔除掉，可以控制是否双面渲染。

也是Material层面的控制

【语法】

Cull + <Off/Front/Back>（默认为Back）

【Unity内置的剔除模式的枚举】

[Enum(UnityEngine.Rendering.CullMode)]_CullMode("Cull Mode", float) = 2

面裁切

Clip函数会将参数小于值的片元直接在片元阶段丢弃掉，常用于制作溶解、裁剪等效果

【语法】

Clip();（默认会切掉0.5的部分）

【Clip背后的命令实际上是if】

if (input.posInObjectCoords.y > 0.5)
{
  discard;
}

总结

  1. 开启双面渲染（Cull Off）相当于绘制了两次–Overdraw
  2. Clip函数在某些PowerVR的机型上效率很低
  3. 面裁切Clip最好是使用AlphaTest的Queue（2450）