Unity解决同材质物体重叠产生Z-Fighting的问题

问题

在Unity中绘制多个可能部分或全部重叠的物体，这些物体可能是使用同一个材质，此时大概率会产生Z-Fighting

解决思路

Z-Fighting的原因是片段计算出的深度值太接近了，从而不能确定哪一个离相机更近，互相竞争导致闪烁。那么解决思路就是让他们的Z值稍微有点区别。比较常见的解决方案是Polgon Offset，即Unity Shader Lab的Offset属性。但是对于使用同一个材质的物体，这个方法无效。因为这种物体互相重叠时即便在材质上设置了Offset，由于是同一个材质，计算出来的depth还是一样的，并不能区分开。那么怎么能区分开同一个物体的深度值呢？我想到了GPU Instancing绘制，每个物体有一个instance ID，使用这个ID就可以区分物体，从而进一步想办法区分深度值。但是材质的Offset并不能针对物体进行设置，好在有替代的方法，因为我们最终目标是偏移深度值，那么可以直接在计算深度值的时候进行偏移。我采用了修改clip space 坐标值的方法。

具体实现

注：我使用的开发环境是Unity2021+URP，内置流水线原理相同。

首先我们需要自定义shader，在Vertex Shader中直接偏移即可：

 #if UNITY_ANY_INSTANCING_ENABLEDvertexInput.positionCS += _ClipSpaceOffset * unity_InstanceID;#elsevertexInput.positionCS += _ClipSpaceOffset;#endif

借助于Instancing支持时的 unity_InstanceID，我们使用一个偏移值对clip space坐标进行偏移。
这儿的_ClipSpaceOffset定义为一个材质属性：

properties
{_ClipSpaceOffset("ClipsSpaceOffset", Float) = 0.0000002
}

需要注意的是，你的shader必须不兼容SRP Batcher，否则就无法启用GPU Instancing，在这儿由于我没有将_ClipSpaceOffset放到UnityPerMaterial的CBuffer中，因此自然就破坏了SRP Batcher。
最后打开材质的Enable GPU Instancing即可。

小问题

我发现这个方法使用之后，在Play Mode运行中，动态添加的物体可以正常稳定显示，无闪烁。但是在Unity的Scene View每次刷新，这些物体的顺序就会变一下，这有可能是Instance ID变化了。其实解决这个也很简单，使用MaterialProperty给每个物体绑定一个唯一ID，使用这个ID代替Instance ID即可。

参考

关于解决Z-Fighting，可参考Unity论坛的这个帖子