如何在 SceneKit 中使用半透明纹理？

Question

我想用一些半透明的纹理渲染头发。 但我总是在视频中看到一些伪像： https ://drive.google.com/file/d/1ftl2XRIuuJFurCwndan0K4UMxzn_wvu_/view?usp =sharing这只是 1 个带有一些纹理的 OBJ 模型。

Transparency mode - Dual Layer 
Double sided
Blend mode - Alpha 
+ shader with alphatest

完整的测试项目： https : //drive.google.com/file/d/16AHTXJ_1Rw4yBL6U-mFSUcnq_9mtb8wq/view

如果我关闭 Write Depth -> 理发看起来不正确。 但是这个工件被消除了。 怎么做才对？

PS 如果您知道如何在 MetalKit/RealityKit 或其他中正确渲染它 - 请也回答这个问题。 因为我也在 RealityKit 中看到了这个问题。

Answer 1

这是透明渲染中最常见的问题之一。 许多有用的 alpha 混合是不可交换的：绘制事物的顺序很重要。

在绘制不透明表面时，我们使用 z 缓冲区逐个像素地解析哪个片段最前面。 启用深度写入/读取，绘制三角形，让最近的片段获胜。 无论绘制顺序如何，这都有效。

当表面是半透明时，我们不能天真地期望 z-buffer 自动产生正确的结果； 每个像素一次只能保存一个值。 如果我们启用深度写入/读取，并以任意顺序绘制，我们很有可能拒绝对图片有贡献的片段。 这就是上图左侧所示的现象。

另一方面，如果我们不读取深度缓冲区，我们很可能会在已经渲染的不透明几何体上错误地绘制，从而使半透明表面不可思议地“漂浮”在它们应该被遮挡的对象前面。

我们通过首先绘制启用深度写入/读取的不透明几何体，然后绘制禁用深度写入的半透明表面来解决这些伪影。 但至关重要的是，除非您使用更高级的技术，例如与顺序无关的透明度（OIT，这不是灵丹妙药），否则您必须对几何图形进行排序以获得正确的合成。 这也是因为合成通常不是可交换的。

2017 年，SceneKit 引入了“透明模式”，使渲染半透明物体更容易，尤其是凸面物体，其深度复杂度往往较低。 不幸的是，正如在介绍该功能的视频中 50:07所述，渲染时不会对单个多边形进行排序，因此透明模式不是一个完整的解决方案。

我怀疑 RealityKit 的情况大致相同。 每次相机移动时对多边形进行排序的成本很高，而且不是您想在每个场景中对每个半透明对象执行的操作，因此这些引擎不倾向于支持它。

在这种棘手的情况下获得完美渲染的一种方法是 (1) 确保您的几何图形不会自相交（如果是，则无法对其进行排序以进行正确的合成），(2) 将每张发卡放在自己的位置节点（粗略，我知道），以及 (3) 对几何进行排序，以便使用双面材料和“单层”透明度模式从后到前渲染它。 此分选步骤可能需要在CPU上完成的，并在其中呈现的多边形的顺序可以然后通过设置被输送到SceneKit renderingOrder包含半透明的对象的节点的属性。

或者，您可以使用SCNNodeRendererDelegate API 截取几何图形的绘制，并使用 Metal SCNNodeRendererDelegate绘制。 这将允许选择使用 OIT 渲染并通过使用一个节点来表示整个网格来更有效地绘制。 您甚至可以通过巧妙地使用SCNSceneRendererDelegate和SCNGeometrySource API将排序步骤移至 GPU，但这超出了本答案的范围。