广东省住房城乡建设厅官方网站,应用软件设计过程,快速html5网页设计的网站,wordpress xml地图一、 模板测试原理模板测试位于GPU渲染流水线的逐片元操作阶段#xff0c;片元着色器完成之后就会进入模板测试#xff0c;模板测试通过后再进入深度测试。我们的GPU中有一个模板缓冲区(Stencil Buffer)(Stencil即是模板的意思)#xff0c;其大小为整个屏幕大小*8位#xf…一、 模板测试原理模板测试位于GPU渲染流水线的逐片元操作阶段片元着色器完成之后就会进入模板测试模板测试通过后再进入深度测试。我们的GPU中有一个模板缓冲区(Stencil Buffer)(Stencil即是模板的意思)其大小为整个屏幕大小*8位即屏幕上的每一个像素点都存储有一个模板值该模板值是8位的所以其值范围为0~255。举个例子如果我们屏幕的大小是1920×1080的那么模板缓冲区的大小就为1920×1080×8位。模板测试的原理很简单如果我们在Shader中开启了模板测试要渲染某个像素的时候就会读取读取Shader中设置的参考值Ref我们按需求设置同时模板缓冲区中该像素对应的模板值StencilValueInBuffer如果参考值Ref与模板缓冲区中的值StencilValueInBuffer满足某个条件此条件是我们在Shader中按我们的需求指定的则测试通过该像素可以渲染如果不满足则该像素不可以渲染。无论深度测试是否通过Shader中都有权利向模板缓冲区写入模板值前提是开启了模板测试。二、 模板测试示例如果Shader中模板测试关闭即不进行模板测试那么该Shader是没有权利写入模板缓冲区的。下面来看看一个具体的例子方便我们来理解模板测试的作用。场景中我们想要渲染两个物体Plane和Cube我想要实现的效果是只有通过Plane才能够看到Cube但是Plane本身是不可见的相当于把Plane当作透视镜样。场景如下图。我们想要的结果如下。想要的结果再具体点就是我们只想展示Cube被Plane挡住的部分如下面的蓝色框部分Plane也不显示。要实现这一效果就需要用到模板测试了。①首先我们需要先渲染Plane再渲染Cube。注意这一点很重要如果先渲染的是Cube再渲染的Plane使用模板测试是不能实现这种效果的。如何保证一定是先渲染Plane再渲染Cube呢很简单将Plane的渲染队列(Render Queue)设置得比Cube的渲染队列小即可。关于渲染队列的知识点我们在《Unity3D Shader系列之透视效果XRay》中专门有一节说明这里不再赘述。②然后Plane的Shader关闭深度写入(ZWrite off)同时不输出颜色(ColorMask 0)开启模板测试并一直测试通过同时向模板缓冲区中写入值1。解释一下上面这句话中各个指令的作用:– 关闭深度写入(ZWrite off)来保证后渲染的Cube总能通过深度测试。如果Plane开启了深度写入那么后渲染的Cube中被Plane挡住的部分将永远不能通过深度测试那部分也就永远不会绘制在屏幕上了而我们想要的是刚好只显示这部分。– 不输出颜色(ColorMask 0)就是渲染Plane时Plane的任何颜色都不写入颜色缓冲区就相当于Plane看不见样(虽然Plane的确渲染了只是看不到)– 开启模板测试并一直测试通过同时向模板缓冲区中写入值1GPU绘制完Plane后模板缓冲区的值如下图。即Plane的部分值为1模板缓冲区的其他部分仍为0。③最后我们渲染CubeCube中开启深度测试模板测试参考值设置为1只有当模板缓冲区中的值为1时才能通过模板测试从而实现我们想要的效果。我们正常渲染Cube的范围是下面的白色框但是由于只有蓝色框部分模板缓冲区中的值才是1所以只有蓝色框部分能通过模板测试左边的红色部分由于模板缓冲区中的值为0所以不能通过模板测试也就不能够渲染出来。2.3 Unity3D中使用模板测试Unity的Shader中使用模板测试很简单在Shader中添加上Stencil代码块即可。如果没有Stencil代码块就认为是关闭模板测试的。Stencil
{}从2.1节讲到的模板测试原理我们可以知道模板测试并不是完全可编程的我们只能去简单配置几个指令。模板测试的配置项包括如下几个– 参考值 Ref– 比较函数 Comp– 若模板测试通过写入方式 Pass– 若模板测试不通过写入方式 Fail– 若模板测试通过但深度测试不通过模板缓冲区写入方式 ZFail– 读掩码ReadMask和写掩码WriteMask可参考官方文档。2.3.1 参考值语法如下Ref后面即参考值值范围为0~255。Stencil
{Ref 0}当然很多时候我们想通过编辑器面板更改参考值不想在Shader中直接写死我们可以如下操作。– 在Shader的Properties定义一个Int值_Ref[_IntRange]用于限定编辑器面板中只能调节为整数值ps[_IntRange]是MaterialPropertyDrawer中的一种可参考官方文档Properties
{[IntRange]_Ref(Ref,Range(0,255))0}然后将Ref 0改为Ref [_Ref]即可Stencil
{Ref [_Ref]}2.3.2 比较函数语法如下Comp后面跟的就是比较函数默认值为Always即模板测试一直通过。Stencil
{Comp Always
}可设置为以下函数。2.3.3 模板操作模板操作包括Pass、Fail、 ZFail。Pass用来指定模板测试通过时写入什么值到模板缓冲区中Fail用来指定模板测试不通过时写入什么值到模板缓冲区中Pass用来指定板测试通过但深度测试不通过时写入什么值到模板缓冲区中。Stencil
{PassReplaceFailKeepZFail Keep
}可设置的值如下。三者默认值均为Keep。2.3.4 读写掩码读写掩码默认值均为255。在进行比较时是使用参考值(按位与)读掩码来作为实际比较的参考值。在进行模板操作时是使用想写入的值(按位与)写掩码来作为实际写入的值。由于默认值都是255任何8bit的值与255按位与都等于原值所以我们没明确指定读写掩码时在进行比较时使用的就是我们的参考值在进行写入时使用的就是我们的原始写入值。Stencil
{ReadMask 255WriteMask 255}3 示例代码Plane用到的Shader。Shader LaoWang/Unlit/Plane{Properties{[IntRange]_Ref(Ref,Range(0,255))0}SubShader{Tags {RenderTypeOpaque}LOD 100Pass{Stencil{Ref [_Ref]Comp AlwaysPass Replace}ZWrite OffColorMask 0CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#includeUnityCG.cgincstructappdata{float4 vertex : POSITION;};structv2f{float4 vertex : SV_POSITION;};fixed4 _Color;v2f vert (appdata v){v2f o;o.vertex UnityObjectToClipPos(v.vertex);return o;}fixed4 frag (v2f i): SV_Target{returnfixed4(0,0,0,0);}ENDCG}}}Cube用到的Shader。Shader LaoWang/Unlit/Cube{Properties{_Color(Color, color)(1.0,1.0,1.0,1.0)[IntRange]_Ref(Ref,Range(0,255))0}SubShader{Tags {RenderTypeOpaque}LOD 100Pass{Stencil{Ref [_Ref]Comp EqualPass IncrSat}CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#includeUnityCG.cgincstructappdata{float4 vertex : POSITION;};structv2f{float4 vertex : SV_POSITION;};fixed4 _Color;v2f vert (appdata v){v2f o;o.vertex UnityObjectToClipPos(v.vertex);return o;}fixed4 frag (v2f i): SV_Target{return _Color;}ENDCG}}}工程下载
