UnityShader RenderType&Queue 渲染顺序_rendertype"="opaque

整理自这两篇博文

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RenderType

在Unity Shader中会经常在SubShader中使用Tags，其中就会涉及RenderType和Queue,如：

SubShader{
    Tags{"RenderType"="Opaque"  "Queue"="Geometry"}
    ...
}     
RenderType
RenderType通常使用的值包括：

Opaque: 用于大多数着色器（法线着色器、自发光着色器、反射着色器以及地形的着色器）。
Transparent:用于半透明着色器（透明着色器、粒子着色器、字体着色器、地形额外通道的着色器）。
TransparentCutout: 蒙皮透明着色器（Transparent Cutout，两个通道的植被着色器）。
Background: Skybox shaders. 天空盒着色器。
Overlay: GUITexture, Halo, Flare shaders. 光晕着色器、闪光着色器。
TreeOpaque: terrain engine tree bark. 地形引擎中的树皮。
TreeTransparentCutout: terrain engine tree leaves. 地形引擎中的树叶。
TreeBillboard: terrain engine billboarded trees. 地形引擎中的广告牌树。
Grass: terrain engine grass. 地形引擎中的草。
GrassBillboard: terrain engine billboarded grass. 地形引擎何中的广告牌草。
这些RenderType的类型名称实际上是一种约定，用来区别这个Shader要渲染的对象，当然你也可以改成自定义的名称，只不过需要自己区别场景中不同渲染对象使用的Shader的RenderType的类型名称不同，也就是说RenderType类型名称使用自定义的名称并不会对该Shader的使用和着色效果产生影响。

指定RenderType的名称，主要是为了配合使用替代渲染的方法：

Camera.SetReplacementShader("shader","RenderType")  
在使用替代渲染方法时，相机会使用指定的 shader 来代替场景中的其他 shader 对场景进行渲染。比如现在有 shader1：

Shader "shader1"{
    Properties{...}
    SubShader{
    Tags{"RenderType"="Opaque"}
    Pass{...}   
    }
    SubShader{
    Tags{"RenderType"="Transparent"}
    Pass{...}   
    }
}
场景中一部分物体当前使用的是 shader2：

Shader "shader2"{
    Properties{...}
    SubShader{
    Tags{"RenderType"="Opaque"}
    Pass{...}   
    }
}
另一部分使用的是 shader3:

Shader "shader3"{
    Properties{...}
    SubShader{
    Tags{"RenderType"="Transparent"}
    Pass{...}   
    }
}
调用替代渲染的方法：

Camera.SetReplacementShader("shader1","")   
这种情况下，场景中所有的物体就都使用shader1进行渲染（当Shader中包含多个SubShader，在渲染时显卡根据性能从上到下选择第一个能支持的shader） 
如果在调用时，第二个参数不为空字符串，即：

Camera.SetReplacementShader("shader1","RenderType")   
这种情况下，首先在场景中找到标签中包含该字符串（这里为"RenderType"）的shader，再去看标签中的该字符串的值与shader1中包含该字符串的值是否一致，一致的话，替换渲染，否则不渲染；由于shader2中包含"RenderType"="Opaque"，而且shader1中的第一个SubShader中包含"RenderType"="Opaque"，因此将shader1中的第一个SubShader替换场景中的所有shader2，同理，将shader1中的第二个SubShader替换场景中的所有的shader3。

如果shader1为：

Shader "shader1"{
    Properties{...}
    SubShader{
    Tags{"RenderType"="Opaque" "A"="On"}
    Pass{...}   
    }
    SubShader{
    Tags{"RenderType"="Transparent"  "A"="Off"}
    Pass{...}   
    }
}   
shader2为：

Shader "shader2"{
    Properties{...}
    SubShader{
    Tags{"RenderType"="Opaque" "A"="On"}
    Pass{...}   
    }
}  
shader3为：

Shader "shader3"{
    Properties{...}
    SubShader{
    Tags{"RenderType"="Transparent" "A"="On"}
    Pass{...}   
    }
}      
替代渲染的调用方式为：

Camera.SetReplacementShader("shader1","A")      
最后的结果是，shader1的第一个SubShader将会替换shader2和shader3

渲染顺序和RenderQueue

Unity中的渲染顺序自上而下大致分为三层。 最高层为Camera层，可以在Camera的depth那里设置，设置之后，图形的渲染顺序就是先绘制depth低的相机下的物体，再绘制depth高的相机下的物体，也就是说，depth高的相机会覆盖depth低的相机（具体的覆盖关系有don't clear， solid color等等几种）

比Camera层稍低一层的是sorting layer层，随便找一个可以设置sorting layer的地方，选择sorting layer，点添加按钮，就可以看到当前所有的sorting layer，并且可以更改sorting layer的顺序，排位靠后的sorting layer会覆盖排位靠前的sorting layer。设置好sorting layer的相互关系之后，就可以给任何一个继承于Renderer类，或者有renderer的子类作为field的对象设置sorting layer了。注意这些sorting layer的遮挡关系是在同一个camera的层级下的。不同camera下的renderer渲染顺序以camera的depth为准。有的component的sorting layer可以直接在unity editor里面设置，比如Sprite Renderer。有的则需要用代码来设置，比如设置Particle system的sorting layer，就需要在代码中取到 ParticleSystem.Renderer.SortingLayer 来进行设置。

比sorting layer再低一层的是sorting order，这个数字指代的是在同一个sorting layer下的渲染顺序，用法很明显就不赘述了。

需要注意不要混淆的是gameobject的layer，和renderer的sorting layer。 gameObject的layer个人理解是一个逻辑上的分层，用于camera的culling mask等。而renderer的sorting layer则用于渲染。只有继承与renderer或者有renderer作为filed的component才需要设置sorting layer。

另外需要指出的是，常用的NGUI的widget depth其本质也是一个sorting layer下的sorting order。 NGUI好像用的是一个叫做“UI"的sorting layer。由此大家如果有需要，也可以自己取Hack NGUI的代码，把NGUI的sorting layer暴露出来供自己定制。

简单总结一下，决定Unity渲染关系的层级顺序是：
Camera
sorting layer
sortingorder

但是这些还不够，因为还没有说到比较让初学者头疼的（笔者一开始就很头疼）RenderQueue ，RenderQueue 其实就是shader中tags中的Queue

 

Tags { "Queue"="Geometry" }

默认情况下，Unity会基于对象距离摄像机的远近来排序你的对象。因此，当一个对象离摄像机越近，它就会优先绘制在其他更远的对象上面。对于大多数情况这是有效并合适的，但是在一些特殊情况下，你可能想要自己控制对象的绘制顺序。而使用Tags{}块我们就可以得到这样的控制。

Unity提供给我们一些默认的渲染队列，每一个对应一个唯一的值，来指导Unity绘制对象到屏幕上。这些内置的渲染队列被称为Background, Geometry, AlphaTest, GeometryLast,Transparent, Overlay。这些队列不是随便创建的，它们是为了让我们更容易地编写Shader并处理实时渲染的。

同时需在SubShader中显示声明ZWrite Off，通知Unity我们会重写物体的渲染深度排序。

好了，最后给出一个最终的总结：
依次按条件先后顺序进行排序渲染处理。先按大项条件排序，后按小项条件排序

1.Camera Depth: 越小越优先
2.RenderQueue 2500以下
    1. Sorting Layer/Order in Layer
           1. 按照Sorting Layer/Order in Layer 设置的值，越小越优先
           2. 无此属性，等同于 Sorting Layer=default ,Order in Layer=0 参与排序
     2.RenderQueue 越小越优先
     3.RenderQueue 相等，由近到远排序优先
3.RenderQueue 2500以上
     1. Sorting Layer/Order in Layer
           1. 按照Sorting Layer/Order in Layer 设置的值，越小越优先
           2. 无此属性，等同于 Sorting Layer=default ,Order in Layer=0 参与排序
     2.RenderQueue 越小越优先
     3.RenderQueue 相等，由远到近排序优先

说明一下：2500是关键值，它是透明跟不透明的分界点，因此我们考虑层级的时候要注意着点：renderqueue > 2500的物体绝对会在renderqueue <= 2500的物体前面，即渲染时renderqueue大的会挡住renderqueue小的，不论它的sortingLayer和sortingOrder怎么设置都是不起作用的。知道了这点，其他的就很好理解了。当两个的RenderQueue都在同一侧时，在SortingLayer高的绝对会在sortingLayer前面，无视renderqueue跟soringOrder，只有在sortingLayer相同的前提下，soringOrder高的会在sortingOrder低的前面，无视renderqueue。当sortingLayer跟sortingOrder相同时，才看renderqueue的高低，高的在前面。

UGUI中的ui默认使用的是UI/Default 材质，对应的shader中的渲染队列是Transparent

Shader "UI/Default"
{
    Properties
    {
       ...
    }
 
    SubShader
    {
        Tags
        {
            "Queue"="Transparent"
            "IgnoreProjector"="True"
            "RenderType"="Transparent"
            "PreviewType"="Plane"
            "CanUseSpriteAtlas"="True"
        }
        ...
    }
}