Unity UI与粒子层级问题Camera depth Sorting Layer Order in Layer RenderQueue-编程知识

Unity游戏开发中，模型、界面、特效等，需要规划好layer的概念，涉及到摄像机（Camera）、画布（Canvas）、Shader等相关内容。

在 Unity 中，渲染顺序是由多个因素共同决定的，大致分为三层优先级：Camera depth、Sorting Layer/Order in Layer 和 RenderQueue。

一.Camera

一般游戏项目，会创建至少两个摄像机，一个3D摄像机（使用透视视角）和一个UI摄像机（使用正交视角）。
在 Unity 中，每个 Camera 都有一个 depth 属性，用于控制该 Camera 在渲染管线中的渲染顺序。Camera depth 值越小，表示该 Camera 越优先被渲染，即它会在其他 depth 值较大的 Camera 之前被渲染。这个规则同样适用于渲染物体，即物体的 Camera depth 值越小，表示该物体越优先被渲染。需要注意的是，Camera depth 值相同的物体渲染顺序是不确定的，因为它们会根据其他因素进行排序。
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如图 3D摄像机

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如图UI摄像机

一般UI摄像机的Depth要大于3D摄像机的Depth，这样才能使UI在3D摄像机渲染的物体的前面显示。
摄像机的Clear Flags建议使用Depth only，然后在Culling Mask选择相应的层（Layer）。默认就有UI layer
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如图，默认的UI层级
摄像机会根据Depth从小到大的顺序，渲染各自Culling Mask的层。
注意，在世界坐标下，物体A挡在物体B前面，但是只要渲染物体A的摄像机的Depth大于渲染物体B的摄像机的Depth，那么在Game视图中看到的效果就是物体B挡在物体A前面，如果物体A和物体B同在一个摄像机中渲染，那么正常情况下就是物体A挡住物体B（这里说正常情况下，是因为还可以通过下文的RenderQueue、SortingLayer、SortingOrder等的设置，让物体B挡在物体A前面）。

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UGUI中，所有UI元素都必须在画布（Canvas）的子节点中。Canvas的Render Mode一般是使用Screen Space - Camera模式，把UICamera赋值给Canvas的Render Camera
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canvas默认是屏幕空间的2D对象，在屏幕空间时仅具有sort order属性，当把它设置为世界空间时，sort order属性消失了，变成另外两个属性: sorting layer, order in layer。这个时候，可以看到Canvas的面板中，出现了两个关键的属性：Sorting Layer、Order in Layer
添加Sorting Layer可以点击Inspector窗口的Tag -> AddTag -> SortingLayer

当把Canvas设置为worldspace后，Canvas及Canvas上的UI对象在世界空间默认也是靠Z值来决定渲染顺序的，离相机远的先渲染。当设置了sorting layer后，渲染的次序就由sorting layer来确定了。sorting layer是自定义的标识符，哪个sortinglayer在前（在layer & tags中设置的先后顺序）哪个先渲染。
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为什么要有这个Sorting Layer呢，因为我们可以创建很多个Canvas，默认Sorting Layer是Default，这个时候，渲染顺序是根据Canvas的节点在Hierarchy窗口中的顺序来决定的，上层的先渲染，下层的后渲染。
而有时候，可能需要打破这个顺序，让上层节点的Canvas后渲染，这个时候，就可以设置这个Sorting Layer为高的值，当然，也可以保持相等，通过设置Order in Layer。（层内排序）

order in layer是个数值，是在同一个sorting layer内的细分，sorting layer相同时order in layer的数值越小越先渲染。

屏幕空间的东西都处于UI层不需要sorting layer，只提供sort order(其实也就是order in layer)。默认情况下sort oder都是0，此时UI物件按照在hierachy中出现的顺序决定渲染顺序。如果sort order不同时，值越小越先渲染。

UGUI会自动合并批次，原理是它会把一个Canvas下的所有元素合并在一个Mesh里，如果Canvas下的元素很多，任意一个元素发生位置、大小的改变，就需要重新合并所有元素的Mesh。如果元素非常多的话，就可能会造成卡顿。
一个比较好的做法是每个UI界面都设置成一个Canvas。如果这个界面下的元素比较多，可以考虑嵌套多几个Canvas。尤其是会频繁改变位置大小的元素，这样可以降低它们合并Mesh的开销。但是Canvas嵌套太多也不好，Mesh合并是降低了，但是DrawCall又上去了，因为每个Canvas都会单独占用一个DrawCall。

NGUI中的自动合批通常在Panel上执行。当你将多个相同材质（Material）的UI元素放置在同一个Panel中时，NGUI会尝试将它们合并为一个绘制调用，从而减少绘制操作的次数，提高渲染性能。这种合并绘制操作可以减少CPU和GPU的负载，因为绘制调用通常是较为耗费的操作之一，过多的合批可能会导致内存占用增加（WebGL慎用！！！！），因为合批后的绘制调用可能会生成更大的顶点和三角形数据。因此，在设计UI时，需要综合考虑性能和内存的平衡。

Order in Layer就是Sorting Layer的内部排序，这样配合Sorting Layer就是两级的排序，可以解决大部分情况的渲染顺序需求。
当然，如果创建多个UI摄像机，不同Canvas绑定不同的UI摄像机，再配合摄像机的Depth，就是三级排序，但一般不创建太多的UI摄像机。

比如挂在世界空间画布上的角色名字和用sprite实现的遮罩，通过调整sorting layer及order in layer就可以实现两者之间的先后

另外，ParticleSystem也有Sorting Layer和Order in Layer。所以我们通常会遇到 ~~策划的~~ 这种要求

我需要把C粒子插在AB两个UI中间。这种情况，我们就需要把AB拆开，调节RenderQueue 不用要用粒子的Order in Layer（原因在总结时会提到）

RenderQueue调节渲染顺序
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提到RenderQueue就不得不提及unity内置的渲染队列了

Background(1000) 最早被渲染的物体的队列。

Geometry (2000) 不透明物体的渲染队列。大多数物体都应该使用该队列进行渲染，也是Unity Shader中默认的渲染队列。

AlphaTest (2450) 有透明通道，需要进行Alpha Test的物体的队列，比在Geomerty中更有效。

Transparent(3000) 半透物体的渲染队列。一般是不写深度的物体，Alpha Blend等的在该队列渲染。

Overlay (4000) 最后被渲染的物体的队列，一般是覆盖效果，比如镜头光晕，屏幕贴片之类的。
Unity中设置渲染队列也很简单，我们不需要手动创建，也不需要写任何脚本，只需要在shader中增加一个Tag就可以了，当然，如果不加，那么就是默认的渲染队列Geometry。比如我们需要我们的物体在Transparent这个渲染队列中进行渲染的话，就可以这样写：
{ “Queue” = “Transparent”}
我们可以直接在shader的Inspector面板上看到shader的渲染队列，甚至可以在代码里控制它RenderQueue调节渲染顺序

RenderQueue > 2500的物体绝对会在RenderQueue <= 2500的物体前面，即渲染时RenderQueue大的会挡住RenderQueue小的，不论它的Sorting Layer和Order in Layer怎么设置都是不起作用的。

当两个的RenderQueue都在同一队列时，在Sorting Layer高的绝对会在Sorting Layer前面，无视RenderQueue跟Order in Layer，只有在Sorting Layer相同的前提下，Order in Layer高的会在Order in Layer低的前面，无视RenderQueue（解释上文,并且今天犯了这个错误）。当Sorting Layer跟Order in Layer相同时，才看RenderQueue的高低，高的在前面。

后续我会更新SetRenderder的方法，在粒子与NGUI中，还有spine与NGUI的排序方式

参考文章
Unity中SortingLayer、Order in Layer和RenderQueue的讲解
unity Renderer
unity粒子特效层级问题