[Unity]レイヤーの順序を守りつつ、z軸の表示を優先してほしい

Question

やったこと

同じz軸上に複数の画像を乗せたいが、角度によって表示がブレるので、(左)
｢レイヤーの順序｣や｢Sorting Group｣を使用してどの角度でも同じに見えるようにした。(右)

発生した問題/試したこと

奥に行っても手前に表示される。

z軸に合わせて｢レイヤーの順序｣や｢Sorting Group｣の数字を変更した。

解決しきれなかった問題

このオブジェクトはかなり動くから、毎フレームレイヤーの順序を変更するのは重そう。
後ろから見たときに奥のほうが手前に表示されてしまう。

できれば…

負荷は多少なら良いが、あまりかけたくない。
演出として、枠だけ動かしたりなどをしたいので、1つの画像として処理はしたくない。

補足

この方法の原型が残っていなくても、解決できれば方法は問いません。
オブジェクトの中身

Unity 2020.1.12f1 (常に最新版を使う予定)
Windows 10

Answer 1

すごく素朴な案なんですけども、下図のように三角形部分だけわずかにずらしてみるのはダメでしょうかね（背景と三角形のZ座標が本当にぴったり同じでないと何かまずいことがあるでしょうか）?

念のためFrame Debuggerで描画過程を見てみると奥から順に背景→三角形→背景→三角形→...と描画されたようですし、

背面から見れば三角形は背景に隠れて見えなくなりました。

##追記

背景を下図のようなメッシュにして...

# 64 vertex positions
v  -37.5 50 0
v  -37.5 46.875 0
v  37.5 46.875 0
v  37.5 50 0
v  41.149174 46.138271 0
v  42.365566 49.017689 0
v  44.129128 44.129128 0
v  46.338837 46.338837 0
v  46.138271 41.149174 0
v  49.017689 42.365566 0
v  46.875 37.5 0
v  50 37.5 0
v  46.875 -37.5 0
v  50 -37.5 0
v  46.138271 -41.149174 0
v  49.017689 -42.365566 0
v  44.129128 -44.129128 0
v  46.338837 -46.338837 0
v  41.149174 -46.138271 0
v  42.365566 -49.017689 0
v  37.5 -46.875 0
v  37.5 -50 0
v  -37.5 -46.875 0
v  -37.5 -50 0
v  -41.149174 -46.138271 0
v  -42.365566 -49.017689 0
v  -44.129128 -44.129128 0
v  -46.338837 -46.338837 0
v  -46.138271 -41.149174 0
v  -49.017689 -42.365566 0
v  -46.875 -37.5 0
v  -50 -37.5 0
v  -46.875 37.5 0
v  -50 37.5 0
v  -46.138271 41.149174 0
v  -49.017689 42.365566 0
v  -44.129128 44.129128 0
v  -46.338837 46.338837 0
v  -41.149174 46.138271 0
v  -42.365566 49.017689 0
v  37.5 43.75 0
v  -37.5 43.75 0
v  -37.5 37.5 0
v  37.5 37.5 0
v  43.75 -37.5 0
v  43.75 37.5 0
v  37.5 -37.5 0
v  -37.5 -43.75 0
v  37.5 -43.75 0
v  -37.5 -37.5 0
v  -43.75 37.5 0
v  -43.75 -37.5 0
v  43.258846 39.932781 0
v  39.932781 43.258846 0
v  41.919418 41.919418 0
v  43.258846 -39.932781 0
v  41.919418 -41.919418 0
v  39.932781 -43.258846 0
v  -43.258846 -39.932781 0
v  -39.932781 -43.258846 0
v  -41.919418 -41.919418 0
v  -39.932781 43.258846 0
v  -43.258846 39.932781 0
v  -41.919418 41.919418 0

# 64 UV coordinates
vt 0.125 1 0
vt 0.125 0.96875006 0
vt 0.87500006 0.96875006 0
vt 0.87500006 1 0
vt 0.91149175 0.96138275 0
vt 0.92365569 0.99017692 0
vt 0.94129133 0.94129133 0
vt 0.96338838 0.96338838 0
vt 0.96138275 0.91149175 0
vt 0.99017692 0.92365569 0
vt 0.96875006 0.87500006 0
vt 1 0.87500006 0
vt 0.96875006 0.125 0
vt 1 0.125 0
vt 0.96138275 0.088508248 0
vt 0.99017692 0.076344311 0
vt 0.94129133 0.058708727 0
vt 0.96338838 0.036611617 0
vt 0.91149175 0.038617253 0
vt 0.92365569 0.0098231435 0
vt 0.87500006 0.03125 0
vt 0.87500006 0 0
vt 0.125 0.03125 0
vt 0.125 0 0
vt 0.088508278 0.038617253 0
vt 0.076344334 0.0098231435 0
vt 0.058708742 0.058708727 0
vt 0.036611635 0.036611617 0
vt 0.038617279 0.088508248 0
vt 0.0098231202 0.076344311 0
vt 0.03125 0.125 0
vt 0 0.125 0
vt 0.03125 0.87500006 0
vt 0 0.87500006 0
vt 0.038617279 0.91149175 0
vt 0.0098231202 0.92365569 0
vt 0.058708742 0.94129133 0
vt 0.036611635 0.96338838 0
vt 0.088508278 0.96138275 0
vt 0.076344334 0.99017692 0
vt 0.87500006 0.93750006 0
vt 0.125 0.93750006 0
vt 0.125 0.87500006 0
vt 0.87500006 0.87500006 0
vt 0.93750006 0.125 0
vt 0.93750006 0.87500006 0
vt 0.87500006 0.125 0
vt 0.125 0.0625 0
vt 0.87500006 0.0625 0
vt 0.125 0.125 0
vt 0.0625 0.87500006 0
vt 0.0625 0.125 0
vt 0.93258852 0.89932787 0
vt 0.89932787 0.93258852 0
vt 0.91919428 0.91919428 0
vt 0.93258852 0.10067219 0
vt 0.91919428 0.080805838 0
vt 0.89932787 0.067411542 0
vt 0.067411534 0.10067219 0
vt 0.10067219 0.067411542 0
vt 0.080805823 0.080805838 0
vt 0.10067219 0.93258852 0
vt 0.067411534 0.89932787 0
vt 0.080805823 0.91919428 0

# 1 vertex normals
vn 0 0 1

# Mesh 'SignBackground' with 66 faces
g SignBackground
f  1/1/1 2/2/1 3/3/1
f  3/3/1 4/4/1 1/1/1
f  4/4/1 3/3/1 5/5/1
f  5/5/1 6/6/1 4/4/1
f  6/6/1 5/5/1 7/7/1
f  7/7/1 8/8/1 6/6/1
f  8/8/1 7/7/1 9/9/1
f  9/9/1 10/10/1 8/8/1
f  10/10/1 9/9/1 11/11/1
f  11/11/1 12/12/1 10/10/1
f  12/12/1 11/11/1 13/13/1
f  13/13/1 14/14/1 12/12/1
f  14/14/1 13/13/1 15/15/1
f  15/15/1 16/16/1 14/14/1
f  16/16/1 15/15/1 17/17/1
f  17/17/1 18/18/1 16/16/1
f  18/18/1 17/17/1 19/19/1
f  19/19/1 20/20/1 18/18/1
f  20/20/1 19/19/1 21/21/1
f  21/21/1 22/22/1 20/20/1
f  22/22/1 21/21/1 23/23/1
f  23/23/1 24/24/1 22/22/1
f  24/24/1 23/23/1 25/25/1
f  25/25/1 26/26/1 24/24/1
f  26/26/1 25/25/1 27/27/1
f  27/27/1 28/28/1 26/26/1
f  28/28/1 27/27/1 29/29/1
f  29/29/1 30/30/1 28/28/1
f  30/30/1 29/29/1 31/31/1
f  31/31/1 32/32/1 30/30/1
f  32/32/1 31/31/1 33/33/1
f  33/33/1 34/34/1 32/32/1
f  34/34/1 33/33/1 35/35/1
f  35/35/1 36/36/1 34/34/1
f  36/36/1 35/35/1 37/37/1
f  37/37/1 38/38/1 36/36/1
f  38/38/1 37/37/1 39/39/1
f  39/39/1 40/40/1 38/38/1
f  40/40/1 39/39/1 2/2/1
f  2/2/1 1/1/1 40/40/1
f  41/41/1 42/42/1 43/43/1
f  43/43/1 44/44/1 41/41/1
f  45/45/1 46/46/1 44/44/1
f  44/44/1 47/47/1 45/45/1
f  48/48/1 49/49/1 47/47/1
f  47/47/1 50/50/1 48/48/1
f  51/51/1 52/52/1 50/50/1
f  50/50/1 43/43/1 51/51/1
f  41/41/1 44/44/1 46/46/1
f  46/46/1 53/53/1 41/41/1
f  54/54/1 41/41/1 53/53/1
f  53/53/1 55/55/1 54/54/1
f  56/56/1 45/45/1 47/47/1
f  47/47/1 49/49/1 56/56/1
f  57/57/1 56/56/1 49/49/1
f  49/49/1 58/58/1 57/57/1
f  48/48/1 50/50/1 52/52/1
f  52/52/1 59/59/1 48/48/1
f  60/60/1 48/48/1 59/59/1
f  59/59/1 61/61/1 60/60/1
f  51/51/1 43/43/1 42/42/1
f  42/42/1 62/62/1 51/51/1
f  63/63/1 51/51/1 62/62/1
f  62/62/1 64/64/1 63/63/1
f  50/50/1 47/47/1 44/44/1
f  44/44/1 43/43/1 50/50/1

マテリアルは下記のように不透明両面描画とし...

Shader "Unlit/Opaque (Double Sided)"
{
	Properties
	{
		_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
	}
	SubShader
	{
		Tags { "Queue"="Geometry" "RenderType"="Opaque" }

		Cull Off

		Pass
		{
			CGPROGRAM
			#pragma vertex vert
			#pragma fragment frag
			#pragma multi_compile_fog
			#pragma multi_compile_instancing

			#include "UnityCG.cginc"

			struct appdata
			{
				float4 vertex : POSITION;
				float2 uv : TEXCOORD0;
				UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
			};

			struct v2f
			{
				float2 uv : TEXCOORD0;
				UNITY_FOG_COORDS(1)
				float4 vertex : SV_POSITION;
			};

			sampler2D _MainTex;
			float4 _MainTex_ST;

			v2f vert(appdata v)
			{
				v2f o;
				UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(v);
				o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
				o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
				UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
				return o;
			}

			fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
			{
				fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
				UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);
				return col;
			}
			ENDCG
		}
	}
}

前面のTextMesh ProオブジェクトのZ座標は背景から0.001ずらしたところ、ちょっと確認した限りでは見た目上の不自然さはなさそうでした。

Comments

[regonili]

わざわざ再現までしていただいての回答ありがとうございます!
後出しで申し訳ないのですが、三角形は常にスクリプトによって上下に動いていて、
もしかしたら文字も使うかもしれないのでText mesh proでやっているのが原因なのか、
見る角度によっては動いてる最中に背景の後ろにいってしまうんですよね…
(それとこのゲームでは無いんですが、前に作っていたゲームでこの方法をやると結構表示がブレるので軽いトラウマ？のような、z軸だけだとバグりそう…って考えが自分を邪魔してますね…)

[Bongo]

なるほど、確かに三角形をTextMesh Proの文字にしてみたところ0.001程度のずらし量では前後判定ができないようでした。
0.1程度までずらせばかなり改善したものの、これだと三角形が看板からけっこう浮いて見えてしまううえに、浅い角度からではこれだけずらしてもまだ前後判定の正確さに不満が残りました。

やはり「半透明オブジェクト同士が重なり合っている」という状況では、前後関係を正しく描画するのが困難なのはしかたないところがありますね。妥協して、せめて背景の看板側だけでも不透明オブジェクトにするわけにはいかないでしょうか?こちらなら前景側のずらし量が0.001でもいい感じに描画されているように見えました。
不透明オブジェクトならデプスバッファによる正確な前後関係判定ができますし、半透明オブジェクトのように奥から順番に描いていく必要がないためオーバードロー回避・フィルレート節約の観点からも利点が大きいと思います。

背景側も半透明対応でないとまずいようでしたら、前景にTextMesh Proを使うことや前景・背景が独立して動くことを考慮すると、ご質問者さんのおっしゃるレイヤー順序の随時調整はかなり最適解に近いんじゃないかという気がします。その方式をベースに、後は背面から見た時に前景がちゃんと隠れる調整方法を検討する方針の方がいいかもしれませんね。看板に対してカメラが前方にあるか後方にあるかで前景と背景の描画順序を切り替える...とかでしょうか?

[regonili]

ありがとうございます。自分の中で考えが凝り固まっていたので、参考になりました。いろいろ試してみます。