如何在HLSL着色器中进行自己的深度缓冲？

问题描述

我正在使用HLSL和DirectX在Unity中进行游戏。在我的游戏中，有时会出现一个大三角形，其顶点在向前方向上靠近相机，但在侧面和垂直方向上距离很远。这样的效果是该三角形的片段非常靠近您，并且覆盖了您的大部分视图。我希望这些三角形出现在其他三角形的后面。我实现此目标的方法不是使用顶点的z坐标进行深度缓冲（我相信这是DirectX在默认情况下所做的工作），而是计算每个顶点到相机的距离，并照常插值该距离，并将其用于深度缓冲。这样，如果三角形正好在我的脸上，但顶点很远，那么三角形中间的碎片也将很远。

仅当我尝试此操作时，它不起作用。三角形似乎以随机顺序重叠。这是我的代码的草图：

            struct appdata
            {
                ...
            };

            struct v2f
            {
                ... // other members
                float4 vertex : SV_Position;
                float distance : COLOR1;
            };

            struct target
            {
                fixed4 col : SV_Target;
                float depth : SV_Depth;
            };

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;

                // math math math
                // here we calculate the position in camera space `tpos`,// and `dis` is the length of `tpos`
                // UNITY_MATRIX_P is the built in projection matrix

                o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_P,float4(tpos,1.0f)); // projected space
                o.distance = dis;

                return o;
            }

            target frag (v2f i)
            {
                target o;
                o.depth = i.distance;
                o.col = _Color * i.bright;
                return o;
            }

我也尝试过设置o.distance = -dis，但这也不起作用。我还尝试设置o.distance = tpos.z和-tpos.z，但这些设置也没有用，这使我感到困惑，因为我认为这实际上是光栅化程序默认执行的操作。要明确地说，当我说这些都不起作用时，着色器会运行，但是哪个三角形更近的选择似乎是随机的。那么，有谁知道发生了什么问题，或者正确的方法是什么？

此外，由于缺少最小的工作示例，我的着色器在很大程度上依赖于其他代码，对此我感到抱歉。希望我的问题足够概念性，可以。

解决方法

您对硬件默认情况下的解释是错误的。光栅化程序默认使用的“深度”值是每片段插值o.vertex.z / o.vertex.w，它是屏幕空间（也称为投影空间）中的插值，标准化片段深度值。这等于片段到相机的距离，并根据投影矩阵中指定的近平面和远平面进行了规范化，并考虑了透视投影的非线性比例。

此外，您的方法不起作用的原因是，深度缓冲区期望值的范围为0到1（在OpenGL中为-1到1），并且超出该范围的深度值将被限制。由于dis和tpos.z都在视图空间中，该空间只是旋转和平移的世界空间，因此它们可能比1大得多。因此，就深度缓冲区而言，所有几何图形的深度都精确地为1（因为它已被夹紧），这与首先不使用深度缓冲区类似。

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