前言

通过对替换渲染的学习，我们了解到SubShader的用法。一个SubShader可理解为Shader中的一个渲染方案。即针对不同的渲染情况，需要编写不同的子着色器。在普通情况下，shader会从上到下，并根据以下优先级选取合适的的子着色器。第一个被选到的SubShader将会直接用于渲染，而其他则被忽略。

SubShader的标签、Pass的标签：

1. 是否符合当前的“Unity渲染路径”
2. 是否符合当前的Replacement Tag

到目前为止，我们已经依次爬过了Properties、Subshader等内容，那么还有些什么需要搞懂呢？没错就是Pass了。同样子着色器中的Pass也是可以有很多个，当执行子着色器内的渲染方案时，所有的Pass会被依次执行，这也意味着，Pass越多，计算复杂度则越高，性能开销也更大。比如经典的过程式渲染中的卡通效果，就是用两个Pass组成的双面渲染技术实现的。

正文

在3D环境里，我们默认只对模型的正面进行渲染。因为无论如何玩家都不会看到背面或者模型内表面的画面（正常视觉效果），当然特殊的画面要求另计。因此shader会剔除掉背面来减少运算，这是通过Cull语句实现的，而默认进行的剔除则是Cull Back

自问自答

剔除后具体减少了哪些运算？

在Vertex Shader基于网格进行了数据向量化和矩阵操作后，会经过一个像素舍弃阶段，这一阶段要做的事情包括深度测试和剔除，以此来决定哪些部分需要渲染而哪些则不需要。但请读者注意，舍弃的意思仅仅代表Fragment Shader不会调用GPU的资源来进行相关的计算，虽然GPU有并行运算的能力，但对于图像渲染来说，这种计算能力依然是非常宝贵的。因此CPU的运算并没有减少，网格信息本质上仍然存在，只不过我们看不到了而已，因为那些地方最终并没有被GPU上色。比如剔除背面则表示背面不需要上色。更多资讯请移步Unity文档：

https://docs.unity3d.com/Manual/SL-CullAndDepth.html​docs.unity3d.com

如果我们不需要Shader来进行剔除的动作，那么Cull Off关闭剔除即可。我们来看一个栗子：

Shader "Custom/DoubleTransparent" {Properties{_MainTex("Main Text", 2D) = "white" {}}SubShader{Tags { "Queue" = "Transparent" }Pass{Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlphaCull OffZWrite OffCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"sampler2D _MainTex;struct appdata{float4 vertex : POSITION;float2 uv: TEXCOORD0;};struct v2f{float4 vertex : SV_POSITION;float2 uv: TEXCOORD1;};v2f vert(appdata v){v2f o;o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);o.uv = v.uv;return o;}float4 frag(v2f i) : SV_Target{float4 color = tex2D(_MainTex, i.uv);return color;}ENDCG}}
}

Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha已经是老战友了，它表示Transparent Blend。

接下来ZWrite Off表示这个物体的深度不写入深度缓冲，那么当其他物体在深度测试中只能用渲染通道来与其对比深度，而不能用动态深度对比渲染顺序。

后面的内容基本和第三章中的Shader保持一致，只是想将一张纹理图输出而已。但这次，因为我们关闭了剔除，因此当读者将其拖到3D平面上时，会看到两面都渲染了纹理图的结果。

不知道大家有没有发现，无论我从哪个角度看，香菜都在看着我呢，她是不是喜欢我啊（逃）

接下来，试着在Properties中加入一个新的纹理属性

_SecondTex("Second Text", 2D) = "white" {}

接下来修改第一个Pass的Cull语句，将其更改为Cull Back，即剔除背面。我们需要加入另一个Pass来对后面的内容进行不同的渲染。如下：

Pass
{Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlphaCull FrontZWrite OffCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"sampler2D _SecondTex;struct appdata{float4 vertex : POSITION;float2 uv: TEXCOORD0;};struct v2f{float4 vertex : SV_POSITION;float2 uv: TEXCOORD1;};v2f vert(appdata v){v2f o;o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);o.uv = v.uv;return o;}float4 frag(v2f i) : SV_Target{float4 color = tex2D(_SecondTex, i.uv);return color;}ENDCG
}

在这个Pass，我们剔除了前面的内容（Cull Front），并使用第二张纹理图来渲染，使得反转平面时会看到不同的画面。

优化

多Pass渲染的其中一个缺点是性能开销大，这个我们先不管。另一个缺点是复制黏贴多，对于某些人来说代码冗余是不可接受的（比如我），那么来观察一下Shader中哪些重复的语句：

1. Blend语句
2. ZWrite语句
3. appdata结构体
4. v2F结构体
5. vert函数

对此我们需要祭出CGINCLUDE神器。这个关键字和CGPROGRAM一样使用CGEND来表示结束范围。与CGPROGRAM用来定义shader代码不同，CGINCLUDE和ENDCG之间的代码会被插入到所有Pass中，达到一次定义，多次使用的目的。在CGINCLUDE中可以插入的shader代码有这些：

1. 变量声明
2. 结构体定义
3. 函数实现

那么可以知道Blend和ZWrite语句都不能放进CGINCLUDE里面，只有3到5可以。在SubShader下新增一个CGINCLUDE区块，并将结构体与函数依次填入

CGINCLUDE
sampler2D _MainTex;
sampler2D _SecondTex;struct appdata
{float4 vertex : POSITION;float2 uv: TEXCOORD0;
};struct v2f
{float4 vertex : SV_POSITION;float2 uv: TEXCOORD1;
};v2f vert(appdata v)
{v2f o;o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);o.uv = v.uv;return o;
}
ENDCG

记得填入的内容在两个Pass中要删掉哦。

下一章：

俊銘：Shader从入门到跑路：阶段性自我小测2（屏幕后处理、替换渲染、双Pass渲染）​zhuanlan.zhihu.com