ShadersRoom - Stencil Buffer
2019-11-20 本文已影响0人
雨天到处晃
老规矩，先上一张效果图：
Stencil.gif
这个功能效果的核心点是模板缓存Stencil buffer，和深度缓存类似，模板缓存可以为屏幕上的每个像素点保存一个无符号整数值(通常的话是个8位整数，范围0-255)，通过比较这个数值可以控制是否需要更新当前像素的颜色缓存，这个过程叫做模板测试，默认情况下，总是测试通过的，可以通过以下参数来控制这个过程：
- Ref 自定义数值，用来和模板缓冲中的值进行比较，范围0-255，默认值是0
- ReadMask 对当前参考值和已有值进行mask操作，默认值255；
- WriteMask 写入Mask操作，默认值255；
- Comp 比较方法,Ref定义的值和当前像素缓存上的值进行比较，有以下参数，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 模版测试和深度测试都通过时，进行的操作
- Fail 模版测试和深度测试都失败时，进行的操作
- ZFail 模版测试通过而深度测试失败时，进行的操作
Pass，Fail，ZFail 默认值都是Keep，可使用的参数如下：
Keep 保持(即不做处理)
Zero 归零
Replace 替换(参考值替换原有值)
IncrSat 增加1，最大到255
DecrSat 减少1，最小到0
Invert 反转所有位
IncrWrap 值增加1，大于255时，变成0.
DecrWrap 值减少1，小于0时，变成255
好了，有了上述的介绍，再回到场景中，场景分为3个部分，蓝色的区域，黑色的区域和连接两个区域的门，
首先是门，负责显示玩家可以进入的场景，所以门主要的功能就是:把屏幕上对应位置的Ref值刷新为进入的场景的Ref值，本身不需要显示任何颜色；
然后是两个场景，分别有不同的Ref值(黑色场景的Ref为1，蓝色场景的Ref为2)。
下面开始具体的实现，以玩家处于蓝色场景，将要进入黑色场景为例，首先新建3个Surface Shader分别对应蓝色场景，黑色场景，门：
- 蓝色场景是需要显示出来的，所以场景中的模板测试是需要通过的，即Comp Alawys，这样场景就可以显示出来;
//在SubShader中添加
stencil
{
ref 2
comp Always
}
·
- 黑色场景只需要在门中看到，其他的地方是不需要显示的，它的比较方式就是 Comp Equal.
//在SubShader中添加
stencil
{
ref 1
comp Equal
}
·
- 门需要刷新的Ref值就是黑色场景的Ref值.
//在SubShader中添加
Zwrite off //关闭写入深度，防止在深度测试中将门后的场景覆盖
Cull off //开启双面显示
Colormask 0 //屏蔽颜色的输出
stencil
{
Ref 1
Comp Alawys
Pass replace //测试通过则将stencilBufferValue刷新为1
}
到这一步，就实现了一个静态的效果：从蓝色场景看到门中的黑色场景。
1.png
接下来是动态的实现，穿越了门后，黑色场景全部显示，而蓝色场景则可以从门中看到：
- 门shader的属性Properties中新增2个属性，方便在c#脚本中动态的赋值：
//新增属性
_RefValue("Ref",range(0,255)) = 0
[Enum(UnityEngine.Rendering.CompareFunction)]_StencilComp("Stencil Comp",float) = 3
//修改stencil
stencil
{
ref [_RefValue] //替换成修改后的属性
comp [_StencilComp] //替换成修改后的属性
pass replace
}
- 场景shader的属性Properties新增一个属性
//新增属性
[Enum(UnityEngine.Rendering.CompareFunction)]_RefValue("Ref Valus",int) = 3
stencil
{
ref 2
comp [_RefValue] //替换成新增属性
}
- 在c#脚本中动态的控制这些属性，关键代码如下：
if(cameraPostionInPortalSpace.z < -0.3) //表示在scene2这边
{
scene2Mat.SetInt("_RefValue", (int)CompareFunction.Always);
scene1Mat.SetInt("_RefValue", (int)CompareFunction.Equal);
portalMat.SetInt("_RefValue", 1);
}
else if (cameraPostionInPortalSpace.z >0.3) //表示在scene1这边
{
scene2Mat.SetInt("_RefValue", (int)CompareFunction.Equal);
scene1Mat.SetInt("_RefValue", (int)CompareFunction.Always);
portalMat.SetInt("_RefValue", 2);
}
else //这里表示在门口附近，两边场景都需要显示
{
scene2Mat.SetInt("_RefValue", (int)CompareFunction.Always);
scene1Mat.SetInt("_RefValue", (int)CompareFunction.Always);
}
最后附上完整的shader:
·
Shader "ShadersRoom/StencilPortal" {
Properties {
_Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
_Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
_Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
_RefValue("Ref",range(0,255)) = 0
[Enum(UnityEngine.Rendering.CompareFunction)]_StencilComp("Stencil Comp",float) = 3
}
SubShader {
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 200
zwrite off
cull off
colormask 0
stencil
{
ref [_RefValue]
comp [_StencilComp]
pass replace
}
CGPROGRAM
// Physically based Standard lighting model, and enable shadows on all light types
#pragma surface surf Standard fullforwardshadows
// Use shader model 3.0 target, to get nicer looking lighting
#pragma target 3.0
sampler2D _MainTex;
struct Input {
float2 uv_MainTex;
};
half _Glossiness;
half _Metallic;
fixed4 _Color;
void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) {
// Albedo comes from a texture tinted by color
fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
o.Albedo = c.rgb;
// Metallic and smoothness come from slider variables
o.Metallic = _Metallic;
o.Smoothness = _Glossiness;
o.Alpha = c.a;
}
ENDCG
}
FallBack "Diffuse"
}
Shader "ShadersRoom/Scene1" {
Properties {
_Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
_Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
_Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
[Enum(UnityEngine.Rendering.CompareFunction)]_RefValue("Ref Valus",int) = 1
}
SubShader {
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 200
stencil
{
ref 1
comp [_RefValue]
}
CGPROGRAM
// Physically based Standard lighting model, and enable shadows on all light types
#pragma surface surf Standard fullforwardshadows
// Use shader model 3.0 target, to get nicer looking lighting
#pragma target 3.0
sampler2D _MainTex;
struct Input {
float2 uv_MainTex;
};
half _Glossiness;
half _Metallic;
fixed4 _Color;
void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) {
// Albedo comes from a texture tinted by color
fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
o.Albedo = c.rgb;
// Metallic and smoothness come from slider variables
o.Metallic = _Metallic;
o.Smoothness = _Glossiness;
o.Alpha = c.a;
}
ENDCG
}
FallBack "Diffuse"
}
Shader "ShadersRoom/Scene2" {
Properties {
_Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
_MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" {}
_Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
_Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
[Enum(UnityEngine.Rendering.CompareFunction)]_RefValue("Ref Valus",int) = 3
}
SubShader {
Tags { "RenderType"="Opaque" }
LOD 200
stencil
{
ref 2
comp [_RefValue]
}
CGPROGRAM
// Physically based Standard lighting model, and enable shadows on all light types
#pragma surface surf Standard fullforwardshadows
// Use shader model 3.0 target, to get nicer looking lighting
#pragma target 3.0
sampler2D _MainTex;
struct Input {
float2 uv_MainTex;
};
half _Glossiness;
half _Metallic;
fixed4 _Color;
void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) {
// Albedo comes from a texture tinted by color
fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * _Color;
o.Albedo = c.rgb;
// Metallic and smoothness come from slider variables
o.Metallic = _Metallic;
o.Smoothness = _Glossiness;
o.Alpha = c.a;
}
ENDCG
}
FallBack "Diffuse"
}
