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在Unity中，我們通常使用兩種方式來實現透明效果：一是使用透明度測試，而是使用透明度混合。

不考慮透明物體時，得益于深度測試，不需要物體的渲染順序也可以正確地繪制物體。但如果渲染透明物體，我們需要關閉深度值的寫入。

透明度測試：只要一個片元的透明度不滿足條件，那么對應的片元就會被舍棄。被舍棄的片元不會再進行任何處理，也不會對顏色緩沖產生任何影響，否則按照正常的不透明片元處理，即進行深度測試、深度寫入等。所以說，透明度測試不需要關閉深度寫入。不過透明度測試產生的效果是要么完全透明要么完全不透明。
透明度混合：使用當前片元的透明度作為混合因子，和已經存儲在顏色緩沖中的顏色值進行混合，得到新的顏色。進行透明度混合時要關閉深度寫入，所以要非常注重渲染順序。我們需要先渲染不透明物體，以保證正常的遮擋關系，然后渲染透明物體。對透明度混合來說，深度緩沖是只讀的。

渲染順序

渲染順序非常重要，例如，1個半透明物體A，1個不透明物體B，B在A的后面：

若先渲染B，再渲染A。渲染B時開啟了深度寫入，B的深度值寫入深度緩沖中，顏色寫入顏色緩沖中。再渲染A，A在B的前面，通過深度測試，然后可以進行透明度混合，顏色和顏色緩沖中的顏色混合，得到正確的半透明效果。
若先渲染A，再渲染B。渲染A時關閉了深度寫入，A的顏色直接寫入顏色緩沖，但深度緩沖并未寫入值。再渲染B，由于此時深度緩沖中沒有值，所以B通過深度測試，直接將顏色緩沖中的值覆蓋，這樣在視覺上B就在A的前面，這是錯誤的。

渲染透明物體時順序也很重要，例如兩個半透明物體A和B，B在A的后面：

若先渲染B，再渲染A。渲染B時，正常寫入顏色緩沖，接著渲染A時，A的顏色會和顏色緩沖中的顏色混合，得到正確的半透明效果。
-若先渲染A，再渲染B。渲染A時，正常寫入顏色緩沖，然后渲染B時，B的顏色會和顏色緩沖中的顏色混合，混合效果就反了(本應是透過A顯示B)，看起來像是B在A的前面，得到的就是錯誤的半透明結構。

基于上面兩點，渲染引擎一般都會先對物體進行排序，再渲染。常用的方法是：
（1）先渲染所有不透明物體，并開啟它們的深度測試和深度寫入。
（2）把半透明物體按它們距離攝像機的遠近進行排序，然后按照從后往前的順序渲染這些透明物體，并開啟它們的深度測試，但關閉深度寫入。

但上述的方法還是有問題。第二步中，從后往前的排列順序一般是用物體到攝像機的距離來判斷，針對這一點我們可以用深度值來判斷，但深度值的存儲是像素級別的，即每個像素都有一個深度值，但上述的排序是對物體整體的排序，所以要么物體A全部在物體B前面渲染，要么A全部在B后渲染。如果物體之間穿插的話，就無法判斷前后，無法得到正確的結果。

我們可以將物體分割為多個部分來幫助我們解決問題，但選擇物體的哪部分的深度值來判斷遠近還是會有問題，總會有可能一個物體部分遮擋一個物體。不過分割方法還是比較有效的解決方法，我們可以盡可能的去避免影響透明度混合的問題。

Unity Shader渲染順序

Unity為解決渲染順序的問題提供了渲染隊列。我們可以使用SubShader的Queue標簽來決定我們的模型屬于哪個渲染隊列。Unity在內部使用一系列整數索引來表示每個渲染隊列，且索引號越小表示越早被渲染。Unity提前定義了下面幾個渲染隊列：

如果想使用透明度測試，那么代碼中應包含相應Tags:

SubShader
{
    Tags{"Queue" = "AlphaTest"}
    Pass
    {
        ...
    }
}

如果想使用透明度混合，代碼中應包含相應Tags，并關閉深度寫入：

SubShader
{
    Tags{"Queue" = "Transparent"}
    Pass
    {
        ZWrite Off
        ...
    }
}

透明度測試

Shader代碼：

Shader "Unlit/AlphaTest"
{
    Properties
    {
        _Color("Color Tint", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _CutOff("Alpha CutOff", Range(0,1)) = 0.5
    }
    SubShader
    {
        Tags { "Queue" = "AlphaTest" "IgnoreProjector" = "Ture" "RenderType"="TransparentCutout" }
       
        Pass
        {
            Tags {"LightMode" = "ForwardBase"}
            
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
           
            #include "Lighting.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float3 normal : NORMAL;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float3 worldNormal : TEXCOORD1;
                float3 worldPos : TEXCOORD2;
            };

            fixed4 _Color;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            fixed _CutOff;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
                o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
                return o;
            }

            fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
            {
                fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
                fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));
                
                fixed4 texColor = tex2D(_MainTex, i.uv);

                // Alpha Test
                clip(texColor.a - _CutOff);

                fixed3 albedo = texColor.rgb * _Color.rgb;
                fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;
                
                fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldLightDir, worldNormal));

                return fixed4(ambient + diffuse, 1.0);
            }
            ENDCG
        }
    }
            Fallback "Transparent/Cutout/VertexLit"
}

上述代碼中IngnoreProjector標簽設為True意味著Shader不會受到投影器的影響，RenderType標簽設為TransparentCutout用來指明這個Shader歸于TransparentCutout組，使用了透明度測試。

片元著色器中的重要函數是clip，定義如下：

void clip(float4 x)
{
    if (any(x < 0))
        discard;
}

我們傳入紋理的透明度值減去閾值的插值，若紋理透明度小于閾值，則被剔除。
效果如下：

透明度混合

我們使用Unity提供的Blend命令來實現混合效果。Blend的一些語義如下：

這里我們使用第二種語義。我們將SrcFactor設為SrcAlpha，DstFactor設為OneMinusSrcAlpha，即混合后的顏色如下:

$DstColor_{new} = SrcAlpha \times SrcColor + (1-SrcAlpha)\times DstColor_{old}$

Shader代碼如下：

Shader "Unlit/Blending"
{
    Properties
    {
        _Color("Color Tint", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _AlphaScale("Alpha Scale", Range(0,1)) = 1
    }
    SubShader
    {
        Tags { "Queue" = "Transparent" "IgnoreProjector" = "True" "RenderType" = "Transparent" }
        Pass
        {
            Tags {"LightMode" = "ForwardBase"}
            ZWrite off
            Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
           
            #include "Lighting.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float3 normal : NORMAL;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float3 worldNormal : TEXCOORD1;
                float3 worldPos : TEXCOORD2;
            };

            fixed4 _Color;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            fixed _AlphaScale;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
                o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
                fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));

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

                fixed3 albedo = texColor.rgb * _Color.rgb;
                fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;

                fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldLightDir, worldNormal));

                return fixed4(ambient + diffuse, texColor.a * _AlphaScale);
            }
            ENDCG
        }
    }
    Fallback "Transparent/VertexLit"
}

大部分代碼和透明度測試一樣，只是舍棄了clip函數，并將紋理的透明度乘以透明度調節(jié)參數輸出。同時，在Pass開始時關閉深度寫入，以及混合命令。

效果如下：

但上述代碼針對復雜網絡會有穿插問題。

開啟深度寫入的半透明效果

我們可以使用兩個Pass來渲染模型，第1個Pass開啟深度寫入，但不輸出顏色，它的目的僅僅時把該模型的深度值寫入深度緩沖，第2個Pass進行正常的透明度混合，由于上一個Pass已經得到了逐像素的正確的深度信息，該Pass就可以按照像素級別的深度排序結果進行透明渲染。

Shader代碼如下：

Shader "Unlit/Blending"
{
    Properties
    {
        _Color("Color Tint", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _AlphaScale("Alpha Scale", Range(0,1)) = 1
    }
    SubShader
    {
        Tags { "Queue" = "Transparent" "IgnoreProjector" = "True" "RenderType" = "Transparent" }

        // 寫入深度緩沖的Pass
        Pass
        { 
            ZWrite on
            ColorMask 0
        }

        Pass
        {
            Tags {"LightMode" = "ForwardBase"}
            //Cull Front
            ZWrite off
            Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
           
            #include "Lighting.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float3 normal : NORMAL;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float3 worldNormal : TEXCOORD1;
                float3 worldPos : TEXCOORD2;
            };

            fixed4 _Color;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            fixed _AlphaScale;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
                o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
                fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));

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

                fixed3 albedo = texColor.rgb * _Color.rgb;
                fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;

                fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldLightDir, worldNormal));

                return fixed4(ambient + diffuse, texColor.a * _AlphaScale);
            }
            ENDCG
        }
    }
            Fallback "Transparent/VertexLit"
}

新添加的Pass將模型的深度信息寫入深度緩沖中，從而提出模型中被自身遮擋的片元。Pass的第一行開啟了深度寫入，第二行，我們使用ColorMask命令，用于設置顏色通道的寫掩碼，語義如下：

ColorMask RGB | A | 0 | 其它RGBA組合

ColorMask設為0表明不寫入顏色。

ShaderLab混合命令

混合等式和參數

我們已知兩個操作數：源顏色S和目標顏色D，想要得到輸出顏色O就必須使用一個等式來計算。我們把這個等式稱為混合等式。當進行混合時，我們使用兩個等式：一個用于混合RGB通道，一個用于混合A通道。設置混合狀態(tài)時，相當于設置混合等式中的操作和因子。ShaderLab中設置混合因子的命令如下：

第一個命令只提供兩個因子，將使用相同的因子混合RGB通道和A通道。下面時ShaderLab支持的因子：

混合因子

默認的混合操作是加操作，我們可以使用BlendOP BlendOperation命令來設置混合操作。下面是ShaderLab支持的混合操作：

雙面渲染的透明效果

如果一個物體是透明的，那么它的背面應該也被渲染出來并進行混合。

透明度測試的雙面渲染

在Pass中關閉面剔除即可：

 Pass
        {
            Tags {"LightMode" = "ForwardBase"}
            Cull Off

效果如下：

透明度混合的雙面渲染

在渲染半透明物體時，渲染順序非常重要，所以我們先渲染背面，再渲染正面，也就是第一個Pass剔除正面，第二個Pass剔除背面。
Shader代碼如下：

Shader "Unlit/Blending"
{
    Properties
    {
        _Color("Color Tint", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _AlphaScale("Alpha Scale", Range(0,1)) = 1
    }
    SubShader
    {
        Tags { "Queue" = "Transparent" "IgnoreProjector" = "True" "RenderType" = "Transparent" }
        Pass
        {
            Tags {"LightMode" = "ForwardBase"}
            Cull Front
            ZWrite off
            Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
           
            #include "Lighting.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float3 normal : NORMAL;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float3 worldNormal : TEXCOORD1;
                float3 worldPos : TEXCOORD2;
            };

            fixed4 _Color;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            fixed _AlphaScale;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
                o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
                fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));

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

                fixed3 albedo = texColor.rgb * _Color.rgb;
                fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;

                fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldLightDir, worldNormal));

                return fixed4(ambient + diffuse, texColor.a * _AlphaScale);
            }
            ENDCG
        }
            Pass
        {
            Tags {"LightMode" = "ForwardBase"}
            Cull Back
            ZWrite off
            Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            #include "Lighting.cginc"

            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float3 normal : NORMAL;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
                float3 worldNormal : TEXCOORD1;
                float3 worldPos : TEXCOORD2;
            };

            fixed4 _Color;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            fixed _AlphaScale;

            v2f vert(appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
                o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz;
                return o;
            }

            fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
            {
                fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
                fixed3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));

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

                fixed3 albedo = texColor.rgb * _Color.rgb;
                fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * albedo;

                fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * albedo * max(0, dot(worldLightDir, worldNormal));

                return fixed4(ambient + diffuse, texColor.a * _AlphaScale);
            }
            ENDCG
        }
    }
            Fallback "Transparent/VertexLit"
}

效果如下：

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Unity Shader:透明效果

Unity Shader:透明效果

渲染順序

Unity Shader渲染順序

透明度測試

透明度混合

開啟深度寫入的半透明效果

ShaderLab混合命令

混合等式和參數

混合因子

雙面渲染的透明效果

透明度測試的雙面渲染

透明度混合的雙面渲染

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