UnityShader学习笔记-透明-透明度混合

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UnityShader学习笔记-透明-透明度混合

2025-08-10

Unity

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Shader

透明度混合（Alpha Blending）是一种常见的透明效果，它可以实现物体真正的半透明效果，即部分透明、部分不透明。与透明度测试不同，透明度混合不会直接舍弃片元，而是使用混合函数（Blend）将当前片元的颜色与颜色缓冲中的已有颜色按比例合成。其原理是：**根据当前片元的透明度（Alpha 值），与已经存储在颜色缓冲中的颜色值进行混合，并在混合前先关闭深度写入（ZWrite Off）。**混合的计算方式可以用下式表示：

C_{out} = C_{src} * \alpha_{src} + C_{dst} * (1 - \alpha_{src})

其中：

当前片元颜色： $C_{src}$
当前片元透明度： $\alpha_{src}$
颜色缓冲中的已有颜色： $C_{dst}$

透明度混合着色器实现#

在Unity中，通常使用 Blend命令实现来进行透明度混合。在Unity提供的ShaderLab中提供了四种混合命令的语义，如下表所示：

语义	定义
Blend Off	关闭混合
Blend SrcFactor DstFactor	开启混合，统一设置指定颜色的源/目标混合因子
Blend SrcFactor DstFactor, SrcFactorA DstFactorA	开启混合，分别设置并指定颜色的源/目标的混合因子
BlendOp BlendOperation	开启混合，指定混合运算方式（加法、减法等）

属性#

1
_Color ("Main Tint", Color) = (1, 1, 1, 1)
2
_MainTex ("主纹理", 2D) = "white" {}
3
_AlphaScale ("Alpha Scale", Range(0, 1)) = 1

在着色器中定义了纹理属性：颜色、主贴图、透明度缩放

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
透明度缩放：整体控制纹理像素的透明度

SubShader语义中的标签（Tags）设置#

1
Tags
2
{
3
    "Queue"="Transparent"
4
    "IgnoreProjector"="True"
5
    "RenderType"="Transparent"
6
}

与透明度测试设置的标签不同，在透明度混合中，我们定义了3个标签：

"Queue" = "Transparent"：放到透明队列中绘制（即在所有不透明物体之后渲染）
"IgnoreProjector" = "True"：不受 Projector 投影影响
"RenderType" = "Transparent"：标记当前Shader渲染出来的物体属于透明物体类别

Pass中透明度混合设置#

1
//关闭深度写入
2
ZWrite Off
3
//开启混合模式
4
Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha

因为透明度混合需要关闭深度写入，因此，透明度混合的Pass中需要添加 ZWrite Off，并同时开启Unity的混合模式 Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha，在这里选用了 OneMinusSrcAlpha，即最经典的半透明混合公式，也就是取 $1 - \alpha_{src}$ 作为目标混合因子来参与透明度混合。

着色器变量#

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

使用 sampler2D 表示纹理资源
使用 float4 _MainTex_ST 表示纹理属性
使用 fixed _AlphaScale 表示透明度缩放

透明度混合#

1
struct a2v
2
{
3
    float4 vertex : POSITION;
4
    float3 normal : NORMAL;
5
    float4 texcoord : TEXCOORD0;
6
};
7

8
struct v2f
9
{
10
    float4 pos : SV_POSITION;
11
    float3 worldNormal : TEXCOORD0;
12
    float3 worldPos : TEXCOORD1;
13
    float2 uv : TEXCOORD2;
14
};
15

16
 v2f vert(a2v v)
17
{
18
    v2f o;
19
    //将顶点从模型空间坐标转成投影空间坐标
20
    o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
21
    o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
22
    o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
23
    o.uv = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
24

25
    return o;
26
}
27

28
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
29
{
30
    fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
31
    fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
32

33
    fixed4 texColor = tex2D(_MainTex, i.uv);
34
    fixed3 albedo = texColor.rgb * _Color.rgb;
35
    fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
36
    fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldNormal, worldLightDir));
37
    return fixed4(ambient + diffuse, texColor.a * _AlphaScale);
38
}