前言：

最近项目里有一个需求，要求某个单位（3D）一直显示在所有物体的最上层，哪怕他在其他物体后面。

经过一番折腾解决了，这里提供几种思路。这里先起一个Demo，如下图：

可以看到，黄色方块是在白色方块后面的。在Game视图中可以看到，黄色方块是被白色方块挡住了一部分。

现在我们用一些操作把黄色方块提到最前。

 

一、使用2个相机

这种可以说是最简单的了：

把主相机复制一份，然后剔除掉黄色方块的层。再在复制出来的相机里设置为Depth Only并且只照黄色方块的层：

可以看到这个黄方块立马就到最前来了，而且效果和预计一样的。

但是这里有以下几个问题：

1、这种情况黄色方块必须占用一个独立的层，不过这是个小问题；

2、多个相机性能会下降，也是小问题；

3、LWRP对多相机支持不好，很可能会出现各种渲染异常！（大问题！）

我就遇到LWRP的对多相机支持不好的情况，导致我最后不得不放弃此解决方案。我用的是 Unity 2018.4.23f1 ，LWRP是4.10.0 ，在部分设备上出现了显示异常。后面听说LWRP有升级后支持多相机了，并且看到网上有文章说可以解决LWRP不支持多相机的问题，不过这里不展开了。

 

二、修改ZTest/ZWrite

这个同样也在各种文章里面有讲解了，直接搜素ZTest就有很多讲解，这里就不赘述了。

那么我直接关掉ZTest，看看效果：

可以看到，不论是Scene视图还是Game视图，方块都挪到最前来了。看似非常完美，但并非如此：

如果我们增加一个绿色Cube，使用和黄色Cube一样的Shader，并且和黄色Cube重合一部分，再观察，问题就出来了：

我发现这两个方块交叠的部分没有正确显示，要么黄色方块最前，要么绿色方块最前（可以通过设置Render Queue 来改变顺序），而不能像C那样各自剔除一部分。

原因也很简单：因为关闭了ZTest之后，方块的深度都无了，所以一旦出现这种交叠情况，GPU就无法剔除了。有时候这样没有关系，但有时候会导致模型闪烁（毕竟深度叠在一起了），就很严重，这就是我最后放弃这个方案的原因。

 

三、修改ClipPos

这个比较复杂，在Shader里面找到 UnityObjectToClipPos 这个函数调用，在其下面加一行代码：

		float _ZTestAddValue;

		vertexOutput vert(appdata_full input)
		{
			vertexOutput output;
			output.pos = UnityObjectToClipPos(input.vertex);

			//计算深度时额外增加一个值：
			output.pos.z+=_ZTestAddValue;	

			output.posInObjectCoords = input.texcoord;
			return output;
		}

_ZTestAddValue我是在属性面板定义的，他的意义稍后解释。这里先给随意给他一个值（比如0.5）：

可以看到两个方块都显示在最上层，而且互相的剔除关系也正确了，这就是我们要达到的效果。

这里解释一下修改的原理：其实我修改的就是 SV_POSITION ，也就是物体的屏幕坐标。

 

关于 SV_POSITION 的简要解释和故障排除：

SV_POSITION的介绍网上有很多也不解释了，可以简单理解为屏幕坐标，我们修改的Z轴就是在屏幕坐标的深度值。

在不同底层 OpenGL或者 DirectX 其取值范围有所不同，在OpenGL里面是 【-1,1】，在DirectX 里面是 【0,1】。不过我们并不用在意这些，只需要知道他是一个相对值，表示距离相机的远近。因此我们修改其Z值就是修改深度值，在处理遮挡时把Z值增加使其更靠近屏幕，就达到了我们的“显示在最前”的效果了。

当然，肯定有人发现问题了。Z轴明明是越小离相机越近，为啥增加Z值反而使得物体更靠前了呢？

答案就是 ：UNITY_REVERSED_Z  

Unity 为了计算深度时获得更高的精度，因此会有翻转 Z 轴的情况，所以会 Z 值变大反而距离屏幕越近。但是这个 UNITY_REVERSED_Z  并不是所有平台都一致的，详细看官方文档：

https://docs.unity3d.com/Manual/SL-PlatformDifferences.html

简单来说，在 DirectX 11, DirectX 12, PS4, Xbox One, Metal 平台下会翻转 Z 轴，其他平台则不会。虽然我并不很关心为什么，但是这会导致我再其他平台（如安卓）就不能 加，而是应该减一个值。所以之前的代码还要修改：

		float _ZTestAddValue;

		vertexOutput vert(appdata_full input)
		{
			vertexOutput output;

			float4 clipPos = UnityObjectToClipPos(input.vertex);
			//计算深度时额外增加一个值：			
        	#if UNITY_REVERSED_Z
                clipPos.z+=_ZTestAddValue;
        	    clipPos.z = min(clipPos.z, clipPos.w * UNITY_NEAR_CLIP_VALUE);//限定在范围内
        	#else
                clipPos.z-=_ZTestAddVal;
        	    clipPos.z = max(clipPos.z, clipPos.w * UNITY_NEAR_CLIP_VALUE);//限定在范围内
        	#endif
			output.pos = clipPos;

			output.posInObjectCoords = input.texcoord;
			return output;
		}

这样就能根据不同平台，正确地设置 Z 轴的值了。

 

_ZTestAddValue 的取值问题：

最后，再来谈谈关于Z轴附加值（_ZTestAddValue）的取值问题。

现在已经知道 这个 SV_POSITION 的Z轴是相对值，和相机距离物体的远近有直接关系。

当我们附加值 (_ZTestAddValue) 不改变的时候，改变相机和物体的距离，就会使得遮挡关系改变。可以理解为，如果相机够远 ，+0.1 就可以把黄色方块拉到前面来了，但是相机如果太近，就不足够了。

这里用一张网上的图：

可以看到在0附近（靠近相机）的地方取值范围更大，而越远变化越小。

因此 _ZTestAddValue 的值需要根据物体距离相机的远近来设定一个合适的值（距离相机近则大，远则小）。如果需要甚可以用代码动态修改。

 

完整代码

最后贴上完整的Shader代码：

Shader "Custom/TestShader"
{
    Properties
    {
        _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
		_ZTestAddValue("ZTest Add Value",float)=0
        [Enum(UnityEngine.Rendering.CompareFunction)] _ZTest ("ZTest", Float) = 4
    }

    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 200
		ZTest[_ZTest]

        Pass
		{

		CGPROGRAM
		#pragma vertex vert
		#pragma fragment frag
		#include "UnityCG.cginc"

		struct vertexOutput 
		{
			float4 pos : SV_POSITION;
			float4 posInObjectCoords : TEXCOORD0;
		};

		float _ZTestAddValue;

		vertexOutput vert(appdata_full input)
		{
			vertexOutput output;

			float4 clipPos = UnityObjectToClipPos(input.vertex);
			//计算深度时额外增加一个值：			
        	#if UNITY_REVERSED_Z
                clipPos.z+=_ZTestAddValue;
        	    clipPos.z = min(clipPos.z, clipPos.w * UNITY_NEAR_CLIP_VALUE);//限定在范围内
        	#else
                clipPos.z-=_ZTestAddVal;
        	    clipPos.z = max(clipPos.z, clipPos.w * UNITY_NEAR_CLIP_VALUE);//限定在范围内
        	#endif
			output.pos = clipPos;

			output.posInObjectCoords = input.texcoord;
			return output;
		}
		
        sampler2D _MainTex;
        fixed4 _Color;

		float4 frag(vertexOutput input) : COLOR
		{
			float4 col = tex2D(_MainTex, input.posInObjectCoords)*_Color;
			return col;
		}

			ENDCG
		} 
    }
    FallBack "Diffuse"
}