笔记19 Early-z和Z-prepass

(前置) 深度测试 Depth Test

位置：见 读书笔记01《Unity Shader入门精要》 GPU 流水线，深度测试 在 逐片元操作。
用途：解决物体可见遮挡性的问题

提前深度测试 Early-Z

读书笔记01《Unity Shader入门精要》

失效情况

1.开启 Alpha Test 或 clip/discard 等手动丢弃片元操作
2.手动修改GPU插值得到的深度

3.开启 Alpha Blend 【深度写入 ZWrite Off】
4.关闭深度测试 Depth Test

高效利用

通过 CPU 将物体距离摄像机从近到远排序后，再交给 GPU 进行渲染。
（但场景十分复杂的时候，频繁的排序操作将大大降低 CPU 的性能。并且如果严格按照由近到远进行渲染的话，将不能同时搭配 合批 优化手段）
另一种方法就是 使用Z-Prepass。

使用Z-Prepass

方式1：双Pass法

在第一个Pass，即Z-Prepass中只写入深度，不计算输出任何颜色；在第二个Pass中关闭深度写入，并且将深度比较函数设置为相等。

这样一来，每一个物体都会渲染这两个pass，所有物体的 Z-Prepass 结果就自动形成了一个最小深度的深度缓冲区 Z-Buffer。无需 CPU 排序。

Shader"Custom/EarlyZPresentation"{
Propertiest{//......}
SubShader
{
	Tags {"RenderType"="Opaque"}
	// Z-Prepass 部分
	Pass
	{
		ZWrite On  //开启深度写入
		ColorMask 0 //关闭颜色输出
		CGPROGRAM
		//...这里省略了单纯地顶点变换计算部分
		ENDCG
	}
	
	//正常地计算输出颜色的Pass
	Pass
	{
		Zwrite Off  //关闭深度写入
		ZTest Equal //深度相等为过
		CGPROGRAM
		//...这里省略了顶点变换和颜色等计算部分
		ENDCG
	}
}

一个物体拥有多个 Pass 的 Shader 是无法进行动态批处理的。这就会带来 DrawCall 的问题。

↓ 所以又有方式2

方式2：提前分离的Prepass

将原先第一个 Pass（即Z-Prepass）单独分离出来为单独一个Shader，并先使用这个Shader 将整个场景的 Opaque 的物体渲染一遍。而原先材质只剩下原先的第二个 Pass，仍然关闭深度写入，并且将深度比较函数设置为相等。

这样就不影响批处理了。

不是很懂怎么实操欸，记得试试。（补作业的时候一块做）

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此外，Z-Prepass 也是透明渲染的一种解决方案。

读书笔记07《Unity Shader入门精要》 中的 开启深度写入的半透明效果）

Z-Prepass所带来的问题

额外的性能消耗。所以需要权衡。

-作业-

1、做下 Z-Prepass 的效果测试

2、总结 EarlyZ 的限制