在场景渲染方式上，一般分为“不透明渲染”和“半透明渲染”。

“不透明渲染”意思是，如果A物体被B物体挡住，那么A物体将完全不可见。

至少有两种方式达到这种效果（假设相机的朝向为Z轴正方向）：

1. 由于屏幕上每一个相素都是由场景中某一世界坐标(Fragment)投影得到，在绘制时以Fragment在相机空间内按Z轴从大到小进行绘制, 写入颜色值时直接覆盖FrameBuffer中的颜色值。

2. 物体以任意顺序渲染,但是在渲染某一个Fragment时，会将其在相机空间的Z坐标写入一个叫做深度缓冲区的地方，在渲染Fragment之前会先使用相机空间下的Z坐标与深度缓冲区中当前Fragment所对应的深度值进行比较，如果Z更小，则替换之前Fragment所对应的相素颜色值，如果Z更大，则什么也不做。

虽然方式2的描述过长，但是方式2反而会更快。

因为方式1需要排序，那么排序之前，需要为所有物体生成Fragment数据，这会需要海量的内存。另外由于需要按顺序渲染，物体与物体之间的穿插关系可能会频繁打断DrawCall，这会显著降低我们图形程序的效率（Nvidia发出的资料表明，DrawCall过高会喂不饱GPU，导致CPU性能急剧下降)。

因此在实际项目中， 都是采用方式2来绘制“不透明物体“， 这就是大名鼎鼎的ZTest.

而”半透明渲染“， 则是如果A物体被B物体挡住，那么透过B可以看到A物体。

而要做到这一步，只能采用画家算法，绘制时以fragment在相机空间内按Z轴从大到小进行绘制, 写入颜色值时，与当前FrameBuffer中的颜色值进行alpha混合。（与不透明渲染中的方式1的惟一差别，就在于最后写入颜色值的行为）。

但是前面说过了，如果要对所有物体的所有Fragment进行排序需要海量的内存，所以一般可行的实现方式都是将物体在相机空间下的Z坐标进行排序，然后由大到小进行绘制（ps.可能是为了性能考虑，Unity的透视相机在半透明渲染中，直接采用了世界坐标系下物体离相机的距离进行排序，然后由大到小渲染。显然他与Z坐标排序并不等价，以致于我们发现在拖动相机过程中，不同sprite之间的穿插关系像‘多米诺骨牌’般进行变化）。

这种折衷会导致：如果物体没有相互交插，都可以得到正确的结果。而一旦物体有交插，就会产生错误的结果。为了解决这个问题，还需要同时配合ZTest进行使用，这时就需要非常小心，如果处理不当就会产生一些非常微妙的效果。即使ZTest通过了，由于alpha值的影响，物体的渲染顺序依然会影响最终的渲染结果。

是的，之的所以会有这篇文章，就是因为我们在最近开发2.5D地形时，遇到了一些困境。

我们在地图上刷了大量的山和树（都是面片），这些山和树会有各种复杂的穿插关系。

最开始我们将所有的山和树以半透明的方式进行渲染，然后发现DrawCall被频繁打断，最坏的情况需要增加50+DrawCall。

此时摆在我们面前的只有两条路：

1. 动态图集法，将当前屏幕内地形所用到的资源，动态合并成几张1024*1024的图集。但是如果算法不好，动态图集反而可能会加剧DrawCall的增加。

2. 使用ZTest, 将所有山和树改为不透明渲染，然后开启ZWrite和ZTest来解决遮挡关系。由于所有的半透明纹理的alpha的值只有两种(0和1)。只要我将alpha=0的Fragment给clip掉，整个渲染流程跟”不透明“渲染流程完全一样，这样我们有几种材质就只需要几个DrawCall。

我第一反应，就选择了方案2。因为我觉得他很简单。但是这个世界是平衡的，怎么可能有如此完美的事情。

在我改写shader之后，很快就发现了问题。

1. 山有巨大的阴影区，这块阴影的alpha值不为0，而且阴影不应该可以直接遮挡后面的物体。

2. 由于需要抗锯齿，所以我们使用的山和树纹理的alpha并不像我想的那样非0即1，而是会有一个极窄的alpha过度区。

问题1相对较容易解决，由于不透明物体也可以指定渲染顺序，我们将山的渲染延后。由于山的阴影alpha通道的值不为1也不为0，所以会与之前写入FrameBuffer中的颜色值进行alpha混合形成阴影效果。

问题2就颇为复杂，而且很多问题几乎无解。考虑这样一个场景(在相机空间下，由远到近)：树x2,山x1,树x2。

我们相机空间下最远的树称为”树群A", 将最近的树称为“树群B"。

由于树群A和树群B之间隔了山，所以树群A和树群B之间不用考虑遮挡关系。

但是树群A/B中有可能有多种树，以至于有多个DrawCall, 树群A/B中树与树之间的会有”半透明（alpha值为(0,1)之间的值)“ 穿插问题，ZTest是解决不了的。

那么一种可能的渲染顺序是，树群A，树群B，山。

由于先渲染树群A，只要树群A的结果是正确的，那么在渲染山时，山的半透明部分与树群A在FrameBuffer中留下的颜色值进行混合的结果一定是正确的。

但是树群B先于山渲染，所以树群B的”半透明（alpha值为(0,1)之间的值)“部分是与地表颜色进行混合，而山又比树群B中的所有树都更远，所以山的ZTest会失败。这时看上去就像是树把山给透视了(直接看到地表)。

最终我们还是采用了ZTest。 为了解决山的”半透明（alpha值为(0,1)之间的值)“问题，我们在刷树时刻意避过了山的边缘部分。

而树与树的遮挡部分，我们尽量让同一种树聚簇种植，这样在同一个DC内，画家算法还是解决”半透明“混合问题。