一、深度測試DepthTest

深度測試是為了解決物體可見遮擋性的問題。

二、提前深度測試Early-Z

Early-Z階段不僅可以進(jìn)行深度測試，同樣可以添加模板測試

Early-Z失效

• 開啟AlphaTest或clip/discard等丟棄片元操作

• 手動修改GPU插值得到的深度

• 開啟AlphaBlend

• 關(guān)閉深度測試DepthTest

因此為了達(dá)到最大的優(yōu)化效果，就要從近到遠(yuǎn)進(jìn)行渲染，可以通過cpu將物體按據(jù)攝像機(jī)近平面由近到遠(yuǎn)進(jìn)行排序后，再交付cpu進(jìn)行渲染。但是當(dāng)場景十分復(fù)雜時，頻繁的排序操作將消耗cpu的性能；并且如果嚴(yán)格按照由近及遠(yuǎn)進(jìn)行渲染的話，無法同時搭配合批優(yōu)化手段

Z-prepass便是用來解決這個問題的

三、使用Z-Prepass

方式1：雙Pass

第一個Pass即Z-Prepass只寫入深度，不計算顏色

第二個Pass關(guān)閉深度寫入并且將深度比較設(shè)為相等

動態(tài)批處理問題

一個物體擁有多個Pass的shader是無法進(jìn)行動態(tài)批處理的，這也就會帶來DrawCall的問題。

方式2：提前分離的Prepass

仍然使用兩個Pass，但：

• 將第一個Pass（Z-Prepass）單獨(dú)分離出來作為一個單獨(dú)的shander，并先使用這個shader對整個場景的Opaque物體渲染一遍

• 第二個Pass仍關(guān)閉深度寫入，深度比較函數(shù)設(shè)為相等

四、Z-Prepass所帶來的問題

Z-prepass并不是一個一成不變的決策，而是要根據(jù)實際項目情況來自行判斷是否采用。比如說有一個場景，有非常多的overdraw并且沒辦法很好的將透明物體從前往后進(jìn)行排序，那么此時Z-prepass的計算消耗是遠(yuǎn)小于這些overdraw的消耗的

Early-Z和Z-Prepass的實際應(yīng)用

頭發(fā)是層疊的半透明面片，需要從后往前進(jìn)行渲染才能得到正確的透明度混合結(jié)果

普通的渲染方法是先將不透明的部分渲染出來，再渲染透明部分的背面和正面

這種渲染方式會產(chǎn)生非常多的overdraw，因此需要用early-Z進(jìn)行剔除。但是Early-Z不能啟用透明度測試，因此需要額外用一個pass進(jìn)行透明度測試來形成Z-buffer，即使用Z-prepass

Early-Z的局限性

• Early-Z是硬件支持的功能，圖形API無法決定是否進(jìn)行

• 如果進(jìn)行了Alpha Clip或者深度寫入，會造成Early-Z失效

• Early-Z通常是通過preZ來實現(xiàn)的，但是在DrawCall特別高的場景里使用preZ會造成負(fù)優(yōu)化

• 如果開啟了Alpha Test（Discard），導(dǎo)致Early-Z失效，即使被遮擋也一定會進(jìn)行Pixel計算； 與之相對的Alpha Blend卻可以進(jìn)行正確的Early計算