UnityでMeshRenderを使用したオブジェクトのマテリアルを変更せずに、表示順をSortingLayerで変更したい

前提

Unityでカメラからの距離に関係なく、複数のカメラを使わずに表示順を制御したいと調べたところ、SortingLayerを使うと実現できそうなのですが、MeshRenderのオブジェクトついて意図した表示になりません。

動作確認

まず、SortingLayerに「Front」を追加。以下のようにSprireRenderの画像を並べ、奥にある星の画像のSortingLayerを「Front」に変更しました。
すると、右の画像のように、カメラから見て奥にある星の画像が水色のてるてる坊主より手前に表示されるようになりました。ここまでは問題ありません。

また、テキストについても確認してみます。星の画像のSortingLayerを「Default」に戻し、Canvasを使わないTextMeshProを星の奥にテキストを追加。
このTextMeshProのExtra SettingからSortingLayerを「Front」にすると、テキストが手前に表示されるようになりました。これも問題ありません。

発生している問題

しかし、困ったのはここからです。
ヒエラルキを右クリックして、3Dから選択して作成するプリミティブなオブジェクト、MeshRenderで表示されているオブジェクトはSortingLayerの表示を無視してしまいます。
以下の画像はテキストのSortingLayerを「Front」のままですが、オブジェクトにテキストが隠れてしまっています。

このMeshRendererを使用したオブジェクトはインスペクタでSortingLayerが表示されていないため、SortingLayerが反映されない(存在しない？)のかと思ったのですが、調べると以下のような変更方法についての記述が幾つか見つかります。
参考
https://tsubakit1.hateblo.jp/entry/2015/01/05/233000
https://qiita.com/miikun109/items/dada342d23bf58cc879f
https://hassakulab.com/knowledges/unity-renderer-order-between-sprite-and-mesh/

試したこと

参考にしたこちらのサイト:https://tsubakit1.hateblo.jp/entry/2015/01/05/233000
のスクリプトを元に、オブジェクトのSortingLayerを明示的にDefaultを指定して見たり、SortingLayerの設定でDefaultより小さいSortingLayerの追加、オブジェクトに設定したりしましたが、やはりオブジェクトの表示にはSortingLayerが反映されず、上記画像の位置関係であれば常に手前に表示されてしまいます。

SortingLayerを使用してMeshRenderを使ったオブジェクトの表示順を変更するにはどうすればよいのでしょうか。

頂いた追記・修正の依頼を元に補足

Bongoさんの指摘を元にオブジェクトのマテリアルをFadeに変更したところ、上記のように実現することが出来ました。
しかし、この方法では既存の3Dモデルのアセットをすべてのマテリアルを変更しなければならず（それが最初から変えておくか、実行中に動的に変えるかはともかく）、手間が掛かったり、見た目が変わってしまう可能性があります。
ですので、今回作成したプリミティブなオブジェクトのように、マテリアルを変更せずに表示順の変更を実現したいです。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

確認をしたunityのバージョンは2021.3.4f1です。

Bongo

2022/06/19 21:04

テラシュールブログさんの記事には、末尾になお、この方法が使えるのは透明を使っている「スプライト」や「StandardShaderのTransparent/Fade」、「Transparentシェーダー云々」「パーティクルのシェーダー」です。要は透明を使っているシェーダーは描画順にコレを使ってるってだけの話です。との注意書きがありますが、キューブのマテリアルは変更していますでしょうか。あるいは、マテリアルはデフォルトのままで描画順をコントロールしたい（その場合はおそらくキューブ以外...スプライトやTextMesh Proのマテリアルに手を加えることになる気配がします）ということでしょうか?

退会済みユーザー

2022/06/20 01:01

質問、ありがとうございます。テラシュールブログさんの記事の末尾は見落としていたので、マテリアルの変更について確認したところ実現したので、補足として追加させていただきました。しかし、おっしゃっているようにマテリアルをデフォルト、あるいはそのアセットの元のまま変更せずに描画順を変更するのが実現したいことなので（タイトルも変更しました）、この方法では問題が解決しておらず、もし解決方法をご存じならば、ご教授いただければ幸いです。

行動規範の内容に同意します

回答2件

ベストアンサー

ご質問者さんの懸念はもっともだと思います。不透明オブジェクト用のシェーダーを全部透明用に作り替えるのはかなり手間がかかりそうですし、前後関係を正確に表現できなくなって「半透明になるオブジェクトの描画順がぐちゃぐちゃになる問題の解決法 - プログラミング関連の覚え書き集」の冒頭にある図のような不具合を起こしてしまうかもしれません。

最初から透明キューで描画されるように意図されたMeshRenderer（描画モードがFadeに設定されているものなど）であればテラシュールブログさんのSortingLayerを使うのがいいかと思います。
一方、今回のキューブのように不透明なオブジェクトの場合はソーティングレイヤーを設定しても効果を発揮しないため、SortingLayerは削除してかまわないでしょう（残しておいても動作に影響はないだろうとは思いますが...）。
その上で、追記依頼欄で申し上げた「スプライトやTextMesh Proのマテリアルに手を加えることになる気配がします」とはちょっと異なるアプローチになってしまいすみませんが、以下のような作戦を考えてみました。

まず、特に対策を行っていない状態でご質問者さんのシーンをまねて下図のようにシーンをセットアップしました。カメラから見て遠くから順にTextMesh Pro、星のスプライト、キューブが並んでいます。
キューブのマテリアルはDefault-Materialのままですので、通常どおり不透明キューで描画されます。TextMesh Proのソーティングレイヤーは前面描画用の「Front」に変更していますが、ご質問者さんがお示しいただいた図と同様に星よりも前面、キューブよりも背面に描画されています。

Frame Debuggerで描画過程を確認してみますと、まず不透明キューでキューブが描画され、引き続き透明キューでのソーティングレイヤーの設定に従い先に星、次にテキストが描画されています。

キューブより後に描画される透明キューオブジェクトがキューブの背後に隠れることができるのはデプステストのおかげですが、今回のような強制的に前面に描画させたいケースでは逆に邪魔になってしまうでしょう。追記依頼欄の「マテリアルに手を加える」というのは、スプライトやTextMesh Proのマテリアルをデプステストを行わないタイプに改造することを想定していたのですが、それもわりと面倒そうだと思い直しまして、代わりに「不透明オブジェクトより前面に出したいオブジェクトの描画に入る前に、デプスバッファを最遠点で塗りつぶす」という方針に変更しました。

まず下記のようなデプス塗りつぶしシェーダーを作成しました。ファークリップ面いっぱいに四角形を描きますが、「デプステストは常に通過」「デプスを書き込む」「カラーバッファへの書き込みは行わない」と設定することで、目には見えませんがデプスを最深値に書き換える挙動をさせています。
なお、シェーダーがビルド時に除外されないようにするにはAlways Included Shadersのリストに追加しておく必要があるかもしれません。

ShaderLab
1Shader "Effect/DepthEraser"
2{
3    Properties
4    {
5    }
6    SubShader
7    {
8        Tags { "Queue" = "Transparent" "RenderType" = "Transparent" }
9
10        Cull Off
11        ZWrite On
12        ZTest Always
13        ColorMask 0
14
15        Pass
16        {
17            CGPROGRAM
18            #pragma vertex vert
19            #pragma fragment frag
20
21            #include "UnityCG.cginc"
22
23            float4 vert(float4 vertex : POSITION) : SV_POSITION
24            {
25                return float4(vertex.xy, 1.0 - saturate(UNITY_NEAR_CLIP_VALUE), 1.0);
26            }
27
28            fixed4 frag() : SV_Target
29            {
30                return 0.0;
31            }
32            ENDCG
33        }
34    }
35}

そして塗りつぶしオブジェクト用スクリプトを用意しました。

C#
1using UnityEngine;
2#if UNITY_EDITOR
3using UnityEditor;
4#endif
5
6[ExecuteAlways]
7public class DepthEraser : MonoBehaviour
8{
9    private const string DepthEraserShaderName = "Effect/DepthEraser";
10    private static Shader depthEraserShader;
11
12    // レイヤー名の選択にはテラシュールブログさんのSortingLayerAttributeを使いました
13    // Set Sorting Layer
14    // Copyright (c) 2014 Tatsuhiko Yamamura
15    // Released under the MIT license
16    // http://opensource.org/licenses/mit-license.php
17    [SortingLayer] public string sortingLayer = "Default";
18    public int orderInLayer;
19
20    private Material material;
21    private Mesh mesh;
22    private MeshFilter meshFilter;
23    private MeshRenderer meshRenderer;
24    private int previousOrderInLayer = int.MaxValue;
25    private string previousSortingLayer;
26
27    private void Update()
28    {
29        if (depthEraserShader == null)
30        {
31            depthEraserShader = Shader.Find(DepthEraserShaderName);
32            if (depthEraserShader == null)
33            {
34                Debug.LogError($"{DepthEraserShaderName} not found.");
35                this.enabled = false;
36                return;
37            }
38        }
39
40        if (this.material == null)
41        {
42            this.material = new Material(depthEraserShader)
43            {
44                name = "DepthEraser",
45                hideFlags = HideFlags.HideAndDontSave
46            };
47        }
48
49        if (this.mesh == null)
50        {
51            this.mesh = new Mesh
52            {
53                name = "DepthEraser",
54                hideFlags = HideFlags.HideAndDontSave,
55                vertices = new[]
56                {
57                    new Vector3(-1.0f, -1.0f, 0.0f),
58                    new Vector3(-1.0f, 1.0f, 0.0f),
59                    new Vector3(1.0f, -1.0f, 0.0f),
60                    new Vector3(1.0f, 1.0f, 0.0f)
61                },
62                triangles = new[]
63                {
64                    0, 1, 2,
65                    3, 2, 1
66                }
67            };
68        }
69
70        if (this.meshFilter == null)
71        {
72            this.meshFilter = this.gameObject.AddComponent<MeshFilter>();
73            this.meshFilter!.hideFlags = HideFlags.HideAndDontSave;
74            this.meshFilter!.sharedMesh = this.mesh;
75        }
76
77        if (this.meshRenderer == null)
78        {
79            this.meshRenderer = this.gameObject.AddComponent<MeshRenderer>();
80            this.meshRenderer!.hideFlags = HideFlags.HideAndDontSave;
81            this.meshRenderer!.sharedMaterial = this.material;
82        }
83
84        this.meshRenderer!.bounds = new Bounds(
85            Vector3.zero,
86            new Vector3(Mathf.Infinity, Mathf.Infinity, Mathf.Infinity));
87        if (this.orderInLayer != this.previousOrderInLayer)
88        {
89            this.previousOrderInLayer = this.orderInLayer;
90            this.meshRenderer.sortingOrder = this.orderInLayer;
91        }
92
93        if (this.sortingLayer != this.previousSortingLayer)
94        {
95            this.previousSortingLayer = this.sortingLayer;
96            this.meshRenderer.sortingLayerName = this.sortingLayer;
97        }
98    }
99
100    private void OnDestroy()
101    {
102        if (Application.isPlaying)
103        {
104            Destroy(this.material);
105            Destroy(this.mesh);
106        }
107        else
108        {
109            DestroyImmediate(this.material);
110            DestroyImmediate(this.mesh);
111        }
112    }
113
114    #if UNITY_EDITOR
115    [MenuItem("GameObject/Depth Eraser", false, 11)]
116    public static void Create()
117    {
118        var eraserObject = new GameObject("Depth Eraser");
119        Undo.RegisterCreatedObjectUndo(eraserObject, "Create Depth Eraser");
120        Undo.AddComponent<DepthEraser>(eraserObject);
121    }
122    #endif
123}