【Unity】不透明描画のオーバードローを正確に表示する方法

Unityで不透明描画のオーバードローを正確に表示する方法をまとめました。

SceneビューのOverdrawの問題点
正確に不透明描画のオーバードローを表示する
使い方
関連

Unity2019.2.5

SceneビューのOverdrawの問題点

UnityのSceneビューにはオーバードローを見ることができる機能があります。

f:id:halya_11:20190919165824p:plain

この機能は処理負荷を見るときに便利です。
しかしながら、このOverDrawモードは半透明描画のシェーダを使っているので、
不透明描画のオーバードローが正確に表示できていないという問題があります。

https://forum.unity.com/threads/overdraw-of-opaque-and-transparent-geometry.463962/

たとえば次のように不透明なオブジェクトを4つ重ねて配置します。

f:id:halya_11:20190919170240p:plain

この状態でSceneビューをOverdrawモードにすると以下のような表示になります。

f:id:halya_11:20190919170300p:plain

不透明なので本当はZテストにより重ねて描画されていないにもかかわらず、
重ねて描画されているかのような表示になってしまっています。

正確に不透明描画のオーバードローを表示する

正確に不透明描画のオーバーには、シェーダとスクリプトを書く必要があります。
まずZライトとZテストを行い、薄めの色を加算するシェーダを書きます。

Shader "OverDrawOpaque"
{
    CGINCLUDE

    #pragma vertex vert
    #pragma fragment frag

    struct appdata
    {
        float4 vertex : POSITION;
    };

    struct v2f
    {
        float4 vertex : SV_POSITION;
    };

    v2f vert(appdata v)
    {
        v2f o;
        o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
        return o;
    }

    fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
    {
        return fixed4(0.1, 0.03, 0.03, 1);
    }

    ENDCG

    SubShader
    {
        Tags{ "RenderType" = "Opaque" }
        
        Pass
        {
            ZWrite On
            ZTest LEqual
            Blend One One
            Cull Back

            CGPROGRAM
            ENDCG
        }
    }
}

一点注意点として、今回は標準的な不透明シェーダを想定してカリングの設定をCull Backとしています。
もしカリングをオフにしたい場合にはこれをCull Offと書き換える必要があります。

そしてReplaced Shaderを使って描画対象のシェーダをこれに置換します。

using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(Camera))]
public class OverDrawOpaque : MonoBehaviour
{
    private Camera _camera;
    private CameraClearFlags _preClearFlags;
    private Color _preBackgroundColor;

    private void OnEnable()
    {
        _camera = GetComponent<Camera>();
        if (_camera != null) {
            _preClearFlags = _camera.clearFlags;
            _preBackgroundColor = _camera.backgroundColor;
            _camera.SetReplacementShader(Shader.Find("OverDrawOpaque"), "RenderType");
            _camera.clearFlags = CameraClearFlags.SolidColor;
            _camera.backgroundColor = Color.black;
        }
    }

    private void OnDisable()
    {
        _camera?.ResetReplacementShader();
        if (_camera != null) {
            _camera.clearFlags = _preClearFlags;
            _camera.backgroundColor = _preBackgroundColor;
        }
    }
}