【渲染流水线】[逐片元阶段]-[模版测试]以UnityURP为例

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用于精确控制像素丢弃的逐片元操作，通过模板缓冲区（8位整数/像素）实现复杂遮罩效果。
支持8种比较函数和6种缓冲操作‌
当前模版操作，只能在Shader文件中书写操作，ShaderGraph中无法直接使用模版指令。

【从UnityURP开始探索游戏渲染】专栏-直达

核心配置预览

核心配置所有配置列出（非全必要）：

Stencil {     Ref 2 // 必要模版数值     ReadMask 255     WriteMask 255     Comp Greater // 必要比较操作符     Pass Replace // 必要通过后的操作     Fail Keep     ZFail DecrSat }

‌1. 核心配置命令‌

Ref：设置参考值(0-255整数)，用于与模板缓冲区比较
ReadMask：读取掩码(0-255)，按位与操作后比较（默认255）
WriteMask：写入掩码(0-255)，控制可修改的缓冲区位（默认255）

‌2. 比较函数命令‌

Comp支持以下枚举值：

Always/Never：始终通过/拒绝
Less/Greater：小于/大于时通过
Equal/NotEqual：等于/不等于时通过
LessEqual/GreaterEqual：小于等于/大于等于时通过

‌3. 操作命令‌

Pass/Fail/ZFail支持的操作：

Keep：保持原值
Zero：置零
Replace：用Ref值替换
IncrSat/DecrSat：饱和增减（0/255边界）
IncrWrap/DecrWrap：循环增减
Invert：按位取反

模板测试具体过程‌

‌缓冲区初始化‌
- 清除模板缓冲：GL.Clear(ClearBufferMask.StencilBufferBit)
- 设置初始值：GL.StencilMask(0xFF)（默认全255）

‌测试阶段-逐片元‌

plaintext if (片元模板值 [比较函数] 参考值) {     执行通过操作（如保留像素） } else {     执行失败操作（如丢弃像素） }

‌缓冲更新‌
- 根据测试结果修改模板缓冲值（可选）

‌比较函数（StencilFunc）‌

函数	含义	OpenGL常量
`Never`	永远不通过	`GL_NEVER`
`Always`	永远通过	`GL_ALWAYS`
`Less`	模板值 < 参考值	`GL_LESS`
`LEqual`	模板值 ≤ 参考值	`GL_LEQUAL`
`Greater`	模板值 > 参考值	`GL_GREATER`
`GEqual`	模板值 ≥ 参考值	`GL_GEQUAL`
`Equal`	模板值 == 参考值	`GL_EQUAL`
`NotEqual`	模板值 != 参考值	`GL_NOTEQUAL`

‌缓冲操作（StencilOp）‌

操作组合	含义
`Keep`	保持当前模板值不变（默认）
`Zero`	将模板值设为0
`Replace`	用参考值替换模板值
`Incr`/`IncrWrap`	模板值+1（超过255时，前者截断后者循环）
`Decr`/`DecrWrap`	模板值-1（低于0时，前者截断后者循环）
`Invert`	按位取反（~操作）

示例1

遮罩区域shader

Shader "Custom/StencilMask" {     SubShader {         Tags { "Queue"="Geometry-1" } // 优先渲染         ColorMask 0 // 不写入颜色         ZWrite Off          Stencil {             Ref 1             Comp Always             Pass Replace // 将模板值设为1         }         Pass {} // 空Pass仅用于写入模板     } }

物体模版测试shader，该Shader仅在模板值为1的区域内渲染物体。

Shader "Custom/StencilObject" {     SubShader {         Stencil {             Ref 1             Comp Equal // 仅渲染模板值=1的区域             Pass Keep         }         Pass {             // 正常着色代码...         }     } }

示例2 外轮廓描边

Shader "Custom/StencilOutline" {     Properties {         _MainTex ("Base Texture", 2D) = "white" {}         _OutlineColor ("Outline Color", Color) = (1,0,0,1)         _OutlineWidth ("Outline Width", Range(0, 0.1)) = 0.05     }      SubShader {         Tags {              "RenderPipeline"="UniversalRenderPipeline"             "RenderType"="Opaque"         }          // Pass 1: 正常渲染角色并写入模板         Pass {             Name "Character"             Tags             {                 "LightMode" = "UniversalForward"             }              Stencil {                 Ref 1                 Comp Always                 Pass Replace                 ZFail Keep             }              HLSLPROGRAM             #pragma vertex vert             #pragma fragment frag             #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"              struct Attributes {                 float4 positionOS : POSITION;                 float2 uv : TEXCOORD0;             };              struct Varyings {                 float4 positionCS : SV_POSITION;                 float2 uv : TEXCOORD0;             };              TEXTURE2D(_MainTex);             SAMPLER(sampler_MainTex);              Varyings vert(Attributes IN) {                 Varyings OUT;                 OUT.positionCS = TransformObjectToHClip(IN.positionOS.xyz);                 OUT.uv = IN.uv;                 return OUT;             }              half4 frag(Varyings IN) : SV_Target {                 return SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, IN.uv);             }             ENDHLSL         }          // Pass 2: 渲染轮廓         Pass {             Name "Outline"             Cull Front             Stencil {                 Ref 1                 Comp NotEqual                 Pass Keep             }              HLSLPROGRAM             #pragma vertex vert             #pragma fragment frag             #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"              struct Attributes {                 float4 positionOS : POSITION;                 float3 normalOS : NORMAL;             };              struct Varyings {                 float4 positionCS : SV_POSITION;             };              CBUFFER_START(UnityPerMaterial)                 float4 _OutlineColor;                 float _OutlineWidth;             CBUFFER_END              Varyings vert(Attributes IN) {                 Varyings OUT;                 float3 posWS = TransformObjectToWorld(IN.positionOS.xyz * (1 + _OutlineWidth));                 float3 normalWS = TransformObjectToWorldNormal(IN.normalOS);                 // posWS += normalWS * _OutlineWidth; // 沿法线方向扩展                 OUT.positionCS = TransformWorldToHClip(posWS);                 return OUT;             }              half4 frag(Varyings IN) : SV_Target {                 return _OutlineColor;             }             ENDHLSL         }     } }