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2020-08-12

分类: 文章 • 2025-04-21 14:43:16

1、简介

 

在Unity中一个像素会有多个缓存信息，模版缓存(其实Stencil不应该被翻译成模版，但网上都这么写)是其中之一。模板缓冲区可以为屏幕上的每个像素点保存一个无符号整数值，通过一些比较来改变当前像素区域模版缓冲的值，从而改变深度关系，似乎UGUI的Mask也是通过其实现的，延迟光照中Stencil有一些限制，具体看unity的文档，这里只介绍正向光照中的使用。

 

Stencil所在的渲染管线中的顺序位置：

2020-08-12

 

Stencil的所有参数如下：

Stencil
｛
    Ref 1//Reference Value ReadMask 255 WriteMask 255 Comp Always //Comparison Function  Pass Replace
    Fail Keep
    ZFail Replace
｝

 

Ref 就是参考值，当参数允许赋值时，会把参考值赋给当前像素

 

ReadMask 对当前参考值和已有值进行mask操作，默认值255，一般不用

 

WriteMask 写入Mask操作，默认值255，一般不用

 

Comp 比较方法。是拿Ref参考值和当前像素缓存上的值进行比较。默认值always

  • Greater - 大于
  • GEqual - 大于等于
  • Less - 小于
  • LEqual - 小于等于
  • Equal - 等于
  • NotEqual - 不等于
  • Always - 永远通过
  • Never - 永远通不过

 

Pass 当模版测试和深度测试都通过时，进行处理

 

Fail 当模版测试和深度测试都失败时，进行处理

 

ZFail 当模版测试通过而深度测试失败时，进行处理

 

pass，Fail，ZFail都属于Stencil操作，他们参数统一如下：

  • Keep 保持(即不把参考值赋上去，直接不管)
  • Zero 归零
  • Replace 替换(拿参考值替代原有值)
  • IncrSat 值增加1，但不溢出，如果到255，就不再加
  • DecrSat 值减少1，但不溢出，值到0就不再减
  • Invert 反转所有位，如果1就会变成254
  • IncrWrap 值增加1，会溢出，所以255变成0
  • DecrWrap 值减少1，会溢出，所以0变成255

 

2、实践

 

下面结合案例，说一下Stencil的使用

2020-08-12

 

现在有一个球和面片，通过Stencil模版测试把stencil值一致的物体渲染为蓝色。

为了更直观使用了两个shader，面片是Panel，球是Sphere。

注意：

球如果是优先渲染的话，会导致深度值无法比较。所以本案例：面片先渲染，并且设置好stencil的值；球后渲染，并且判断stencil的值。

文件结构：

2020-08-12

 

Shader "Stencil/Panel"
｛
    Properties
    ｛
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" ｛｝
    ｝
    SubShader
    ｛
        Tags｛ "RenderType" = "Opaque" "Queue" = "Geometry" ｝
        Stencil
        ｛
            Ref 1
            Comp Always
            Pass Replace
        ｝
        Pass
        ｛
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            struct appdata
            ｛
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            ｝;
            struct v2f
            ｛
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
            ｝;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            v2f vert (appdata v)
            ｛
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                return o;
            ｝
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            ｛
                return fixed4(1,1,1,1);
            ｝
            ENDCG
        ｝
    ｝
｝
MaskTest2

 

Stencil里，比较条件设置为总通过，通过操作设置为替换Ref值；

这样球部分的像素Stencil值就是1

Stencil
｛
    Ref 1
    Comp Always
    Pass Replace
｝

Shader "Stencil/Sphere"
｛
    Properties
    ｛
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" ｛｝
    ｝
    SubShader
    ｛
        Tags｛ "RenderType" = "Opaque" "Queue" = "Geometry+1" ｝
        Stencil
        ｛
            Ref 1
            Comp equal
        ｝
        Pass
        ｛
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            struct appdata
            ｛
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            ｝;
            struct v2f
            ｛
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
            ｝;
            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;
            v2f vert (appdata v)
            ｛
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                return o;
            ｝
            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
            ｛
                return fixed4(0,0,1,1);
            ｝
            ENDCG
        ｝
    ｝
｝

 

Stencil里，比较条件是和Ref值一致时，才会执行渲染。

否则跳出

Stencil
｛
    Ref 1
    Comp equal
｝

 

蓝色是片段shader里写好的

fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
｛
    return fixed4(0,0,1,1);
｝

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