Unity Skybox渲染顺序测试

昨天群里有个朋友提问，一个场景中只有相机、平行光和一个Cube，相机的Clear Flags设置为Skybox，Cube给了一个简单的材质，Shader名为"Unlit/test"：

Shader "Unlit/test"
{
    Properties
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }
    SubShader
    {
        Tags { "Queue"="Geometry" }
        LOD 100

        Cull Off
        ZWrite Off //不写入深度
        ZTest Always

        Pass
        {
            ...
        }
      }
}

结果无法渲染出cube，如图：

ZWrite Off

然后改为ZWrite On写入深度，可以渲染出来：

ZWrite On

这里就有一个疑问了，为什么呢？
群里大家都讨论了一番，结论是因为Cube没有写入深度时Skybox将cube覆盖了，写入深度就不会覆盖，可以渲染出来，但是我印象中Skybox使用的渲染队列是"Background"，"Background"的值是1000，而这里Cube的渲染队列是"Geometry"，也就是非透明opaque，值是2000，Unity的渲染顺序是按照从小到大渲染的：
Background(1000)-->Geometry(2000)-->AlphaTest(2450)-->GeometryLast(2500)-->Transparent(3000)-->Overlay(4000)

SkyBox使用的材质是"Skybox/Procedural"

Skybox/Procedural

按照Unity官方的说法，应该先渲染Skybox，然后渲染Cube，那么Cube无论是否写入深度都会被渲染出来，为什么没有渲染出来，于是又打开Frame Debugger：

Frame Debugger

可以看到确实是先渲染非透明队列，再渲染Skybox，这个就比较奇怪了，难道Background在非透明之后吗？
于是又copy了Cube的Shader，将Shader名改为"Unlit/test1"，将队列改为"Background"，这次都改为ZWrite On，将"Unlit/test1"的color乘以红色fixed(1,0,0,1)，忽略Skybox，只比较"Background"和"Geometry"的渲染先后，再分别copy一个Cube1和材质球，使用渲染队列为为"Background"的Shader，Cube1的x轴偏移一点：

"Background"和"Geometry"的渲染先后

可以看到"Geometry"确实是在Background之后渲染，那为什么Skybox使用的渲染队列是"Background"，却在"Geometry"之后呢？Skybox使用的渲染顺序到底是多少？
于是又做了个测试，还是使用Cube和"Unilt/test"的Shader，关闭深度写入ZWrite Off，尝试去修改Inspector中材质的Render Queue的值，当值改为2501时，Cube渲染出来了：

Render Queue=2501
Frame Debugger

所以猜测Skybox的渲染顺序是2500，相当内置的队列是"GeometryLast"，即Skybox是在非透明渲染的最后才渲染。

最后说结论：

虽然Skybox的材质的渲染队列是"Background"(1000)，但事实的渲染队列是"GeometryLast"(2500)，至于为什么？应该是Unity对Skybox做了特殊处理，专门把Skybox单独拿出来放到非透明的最后去渲染，具体如何做的不清楚，文档也没有说明。

但是为什么要这么做呢？当然是出于性能的考虑，天空盒的绘制需要渲染整个屏幕，其过程伴随的是屏幕每一个像素运行一遍片元着色器，如果放到最后去渲染，由于Early-z（提前深度测试）的存在，天空盒的大部分都无法通过Early-z的测试，无法通过的直接丢弃，就不需要运行片元着色器了，当然省了性能了。