一. 模板缓冲是什么?

对现代渲染流水线有过了解的同学,一定知道深度测试(Depth Test)吧,深度测试可以从一个特定角度达到最近物体的排序的效果,与之相关的深度缓冲(Depth Buffer)里的值始终保存离摄像机最近物体的深度值(透明物体除外),这样就可以从前往后绘制物体了,避免了很多的overdraw,大大提高了渲染性能,是渲染流水线不可或缺的一环.

但在深度测试之前还有一个测试,就是模板测试(Stencil Test),其知名度远远不及深度测试,有很多同学都只是偶尔听过一两下,不知道是什么东西,有啥用(就是之前的我了....)

下面就由我来带大家了解一下吧~

要想了解什么是模板测试,首先需要了解什么是模板缓冲(Stencil Buffer).

其实和深度缓冲类似.模板缓冲也可以为屏幕上的每一个像素进行保存一个8位的无符号整数,即范围0~255的整数;

在Unity中,我们可以将这些模板值设置为我们想要的值，然后在随后渲染结果Pass与其进行比对，根据比对结果,我们就可以选择丢弃或是保留这个像素。此过程发生在渲染流水线的合并阶段中,具体在片元着色器之后,深度测试之前,被称为模板测试(Stencil Test).

通俗的来说,模板测试就像上图我们用的喷漆涂鸦一样. 我们首先准备一张中间镂空形状为T的纸板,还有一张空白底板. 当我们拿喷漆喷在镂空纸板上,结果只有镂空的部分喷漆才能通过.这样就在空白底板印上了T字图案.

以上喷漆其实就对应了我们每一个像素的颜色,而镂空纸板对应就是模板(测试),最后空白底板就对应了最终显示在我们眼前的屏幕.

我猜这就是Stencil Buffer名字的由来吧..

二. Unity中的语法

1. stencil常见语法格式

Stencil{
    Ref referenceValue          //参考值 默认值为0
    Comp comparisonFunction     //定义参考值与缓冲值比较的方法 默认值为Always
    Pass stencilOperation       //定义当通过模板测试时,根据参考值对缓冲值的处理方法 默认值为keep
    Fail stencilOperation       //定义当没有通过模板测试时,根据参考值对缓冲值的处理方法 默认为keep
    ZFail stencilOperation      //定义当通过模板测试却没有通过深度测试时,根据参考值对缓冲值的处理方法 默认为keep
}

举个实际例子

Stencil{    
    Ref 1
    Comp Equal
    Pass Keep
}

上述代码的意思是: 我们自己设定了Ref参考值为1.渲染Pass得到像素颜色后,拿参考值1与模板缓冲中此像素位置的缓冲值比对,只有Equal相等才算通过,并且Keep保持原有缓冲值,否则丢弃此像素颜色.

例子: 指定只渲染stencil值为1的像素颜色

三. 后续安排

通过本章,相信大家已经了解了什么是模板缓冲了.也简单了介绍其在Unity ShaderLab中的语法.

后续几章将介绍在实际开发中,运用模板缓冲达到效果实现(应该不会咕咕咕吧,作业不多的话..)

我也可能没讲清楚哈哈哈,大家有啥不懂也积极评论交流嘛,大家一起学习进步~

参考资料:

OpenGL 模板缓冲区的理解:

https://www.jianshu.com/p/89c2454bcd26

UnityShader实例09:Stencil Buffer&Stencil Test:

https://blog.csdn.net/u011047171/article/details/46928463

模板测试 :

https://learnopengl-cn.github.io/04%20Advanced%20OpenGL/02%20Stencil%20testing/

下一章预告 : 运用stencil buffer实现的轮廓描边