深度冲突（Z-fighting）

是当两个或多个几何表面在深度缓冲中具有极其接近的深度值时，GPU 无法可靠判断渲染顺序导致的视觉瑕疵，表现为表面像素闪烁或随机交替显示‌。这是由于透视投影下非线性深度分布及有限的深度缓冲精度（通常 24 位）所致，尤其远距离平面精度更差‌
深度偏移（Slope Scale Depth Bias）是图形渲染中用于解决深度冲突（Z-fighting）问题的重要技术。在Unity URP中，它通过调整像素的深度值来避免几何体表面之间的深度测试冲突.

‌深度偏移（Slope Scale Depth Bias）解决原理

通过动态调整顶点深度值，人为制造深度间隙避免冲突。其核心参数组合为：

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Units

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固定深度偏移量（常量），对所有表面施加相同偏移

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Factor

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基于表面斜率的动态偏移量（变量），计算公式为：
- 动态偏移量 = Factor × max(|∂z/∂x|, |∂z/∂y|)
- 倾斜表面（如斜坡、墙壁）斜率大，自动获得更大偏移
- 平坦表面偏移较小，避免过度分离‌
最终深度修正公式：
最终深度值 = 原始深度值 + (Units × 最小深度单位) + (动态偏移量)

ZFightingFix.shader

Shader "URP/ZFightingFix" { Properties { _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} _Units ("Units", Float) = 0 // 固定偏移 _Factor ("Slope Factor", Float) = 0 // 坡度系数 } SubShader { Tags { "RenderPipeline"="UniversalPipeline" } Pass { HLSLPROGRAM #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl" struct Attributes { float4 positionOS : POSITION; float3 normalOS : NORMAL; }; struct Varyings { float4 positionCS : SV_POSITION; }; float _Units, _Factor; Varyings vert(Attributes v) { Varyings o; // 转换到裁剪空间 o.positionCS = TransformObjectToHClip(v.positionOS.xyz); // 计算表面斜率（视图空间法线Z分量） float3 normalVS = normalize(TransformWorldToViewDir( TransformObjectToWorldNormal(v.normalOS) )); float slope = abs(normalVS.z); // Z越小表面越陡峭 // 应用深度偏移 float bias = _Units * 0.0001 + _Factor * (1 - slope); o.positionCS.z -= bias * o.positionCS.w; // 按w缩放适配透视 return o; } // ... 片元着色器省略 ENDHLSL } } }

具体使用方法

关键参数说明

_DepthBias: 固定深度偏移量，正值使物体看起来更近
_SlopeScale: 基于表面斜率的动态偏移量，解决陡峭表面的深度冲突
output.positionCS.z += ...: 在裁剪空间直接修改深度值
slope计算: 基于法线向量计算表面斜率

参数建议

对于阴影渲染，建议使用较小的_DepthBias值(0.001-0.01)
对于复杂地形，可增加_SlopeScale值(0.1-1.0)
在URP管线下，也可通过Renderer组件的ShadowCastingMode设置全局深度偏移
法线贴图会影响实际斜率计算，需在切线空间正确转换法线向量

DepthBiasExample.shader

Shader "Custom/DepthBiasExample" { Properties { _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {} _DepthBias ("Depth Bias", Float) = 0 _SlopeScale ("Slope Scale", Float) = 0 } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" "RenderPipeline"="UniversalPipeline" } Pass { HLSLPROGRAM #pragma vertex vert #pragma fragment frag #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl" struct Attributes { float4 positionOS : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; struct Varyings { float4 positionCS : SV_POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; }; CBUFFER_START(UnityPerMaterial) float _DepthBias; float _SlopeScale; CBUFFER_END TEXTURE2D(_MainTex); SAMPLER(sampler_MainTex); Varyings vert(Attributes input) { Varyings output; output.positionCS = TransformObjectToHClip(input.positionOS.xyz); // 应用深度偏移 output.positionCS.z += _DepthBias * output.positionCS.w; // 基于斜率应用额外偏移 float3 normalVS = TransformWorldToViewDir(float3(0,1,0)); // 示例法线 float slope = 1.0 - abs(normalVS.z); output.positionCS.z += _SlopeScale * slope * output.positionCS.w; output.uv = input.uv; return output; } half4 frag(Varyings input) : SV_Target { return SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, input.uv); } ENDHLSL } } }