UnityShader学习笔记-透明-透明度测试

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UnityShader学习笔记-透明-透明度测试

2025-08-09

UnityShader

Unity

/

Shader

在实现透明效果的多种方法中，透明度测试（Alpha Test）是一种经典且高效的技术，尤其适用于需要硬边透明的场景，例如树叶、栅栏、铁丝网等模型。

透明度测试的原理非常简单，即在片元着色阶段，根据该片元的 透明度（Alpha 值） 与一个设定阈值进行比较：

若Alpha值小于阈值，则认为该片元完全不可见，直接舍弃（discard），不会参与后续的颜色混合或深度写入
若Alpha值大于等于阈值，则将该片元当作不透明物体进行正常渲染，包括写入颜色缓冲和深度缓冲

由于逻辑简洁，透明度测试在许多实时渲染场景中依然常用。但它同时具备一些显著的优缺点：

优点： 实现简单、渲染性能较高（被舍弃的片元不会再走后续的混合与写入流程）
缺点： 透明边界是硬切割，无法表现半透明的渐变效果（即只能实现完全透明或者完全不透明）

透明度测试着色器实现#

在Unity中，通常会使用 clip函数或 discard语句实现来进行透明度测试，如：

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fixed4 texColor = tex2D(_MainTex, i.uv);
2

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//透明度测试: clip函数
4
clip(texColor.a - _Cutoff);
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//透明度测试: dicard语句
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if (texColor.a - _Cutoff < 0.0)
8
{
9
    discard;
10
}

属性#

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_Color ("颜色", Color) = (1,1,1,1)
2
_MainTex ("主贴图", 2D) = "white" {}
3
_Cutoff ("AlphaCutoff", Range(0,1)) = 0.5

在着色器中定义了纹理属性：颜色、主贴图、透明度阈值

颜色：用于描述物体自身颜色
主纹理：用于描述物体的漫反射颜色的纹理图片，默认是一个纯白的纹理
透明度阈值：用于控制纹理像素的透明度

SubShader语义中的标签（Tags）设置#

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Tags
2
{
3
    "Queue"="AlphaTest"
4
    "IgnoreProjector"="True"
5
    "RenderType"="TransparentCutout"
6
}

不同于之前基础的光照和贴图着色器，在透明度测试着色器中，我们定义了3个标签：

Queue：指定渲染队列，这里指定为AlphaTest，表示物体的透明度测试，即物体的透明度会受主纹理的透明度影响，当物体的透明度小于阈值时，物体将不会被渲染。
IgnoreProjector：指定是否忽略投影器，这里指定为True，表示物体将不会被投影器影响。
RenderType：指定渲染类型，这里指定为TransparentCutout，表示使用透明裁剪，即物体的透明度会受主纹理的透明度影响，当物体的透明度小于阈值时，物体将不会被渲染。

着色器变量#

1
fixed4 _Color;
2
sampler2D _MainTex;
3
float4 _MainTex_ST;
4
fixed _Cutoff;

使用 sampler2D 表示纹理资源
使用 float4 _MainTex_ST 表示纹理属性
使用 fixed _Cutoff 表示透明度阈值

透明度测试#

1
struct a2v
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{
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    float4 vertex : POSITION;
4
    float3 normal : NORMAL;
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    float4 texcoord : TEXCOORD0;
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};
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struct v2f
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{
10
    float4 pos : SV_POSITION;
11
    float3 worldNormal : TEXCOORD0;
12
    float3 worldPos : TEXCOORD1;
13
    float2 uv : TEXCOORD2;
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};
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v2f vert(a2v v)
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{
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    v2f o;
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    //将顶点从模型空间坐标转成投影空间坐标
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    o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
21
    o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
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    o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
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    o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
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    return o;
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}
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fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
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{
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    fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
31
    fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
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    fixed4 texColor = tex2D(_MainTex, i.uv);
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    //透明度测试
35
    if (texColor.a - _Cutoff < 0.0)
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    {
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        discard;
38
    }
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    fixed3 albedo = texColor.rgb * _Color.rgb;
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    fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
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    fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldNormal, worldLightDir));
43
    return fixed4(ambient + diffuse, 1.0);
44
}