unity-shader-模板测试

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在Unity渲染流水线中简单提到，在光栅化阶段的逐片元操作步骤中，会有一个模板测试（Stencil），这次来深入了解一下。

Unity官方文档定义如下：
模板缓冲区可用作一般目的的每像素遮罩，以便保存或丢弃像素。 模板缓冲区通常是每像素 8 位整数。该值可以写入、递增或递减。后续绘制调用可以根据该值进行测试，以确定在运行像素着色器之前是否应丢弃像素。
Unity Shader入门精要》大致解释如下：
如果开启了模板测试，GPU会首先读取模板缓冲区中该片元位置的模板值，然后将该值和读取到的参考值进行比较，若没有通过测试，则该片元则会被舍弃。但是不管片元有没有通过测试，我们都可以根据模板测试结果来修改模板缓冲区。其中的比较函数和缓冲区操作都是可以由开发者指定的。

官方文档语法释义（比较函数和模板操作不再罗列）：

  • Ref 要比较的参考值（如果 Comp 是always以外的任何值）和/或要写入缓冲区的值（如果 Pass、Fail 或 ZFail 设置为替换）。值为 0 到 255 之间的整数。
  • ReadMask 一个 8 位掩码，值为 0 到 255 之间的整数，用于比较参考值和缓冲区的内容 (referenceValue&readMask)comparisonFunction(stencilBufferValue&readMask)。默认值：_255_。
  • WriteMask 这是一个 8 位掩码，值为 0 到 255 之间整数，写入缓冲区时使用。请注意，与其他写掩码一样，它指定写操作将影响模板缓冲区的哪些位（例如 WriteMask 0 表示不会影响任何位，也不会写入 0）。默认值：_255_。
  • Comp 用于将参考值与缓冲区的当前内容进行比较的函数。默认值：_always_。
  • Pass 如果模板测试（和深度测试）通过，如何处理缓冲区的内容。默认值：_keep_。
  • Fail 如果模板测试（和深度测试）失败，如何处理缓冲区的内容。默认值：_keep_。
  • ZFail 如果模板测试通过但深度测试失败，如何处理缓冲区的内容。默认值：_keep_。

可用枚举值

  • Comp comparisonFunction，比较函数

    1
    2
    0:Disable 1:Never 2:Less 3:Equal 4:LessEqual 5:Greater 6:NotEqual 7:GreaterEqual 8:Always
    [Enum(UnityEngine.Rendering.CompareFunction)] _StencilComp ("StencilComp", Int) = 8

  • Pass/ZFail//Fail/stencilOp，为每一种结果指定一个操作

    1
    2
    0:Keep 1:Zero 2:Replace 3:IncrSat 4:DecrSat 5:Invert 6:IncrWrap 7:DecrWrap
    [Enum(UnityEngine.Rendering.StencilOp)] _StencilOp ("StencilOp", int) = 2