Unity Shader模板测试-描边
发表于2018-06-21
Unity Shader模板测试描边效果，常用于 rpg 项目中主角被遮挡的情况，将被遮挡的部分的轮廓描边绘制出来，这样可以在任何情况都能知道主角在哪里。（还有另外一种就是使用X光效果，但这种效果不需要用到模板测试，所以这里用 描边效果 举例子）
效果如下：
思路
实现这种效果需要两个pass
1、正常绘制，即深度测试 LEqual，正常遮挡，同时往 模板缓冲区 写入一个 参考值 Ref=1（即使深度测试失败的值也要写入，保证 角色所有像素在模板缓冲区的值 都是 参考值 Ref=1）
2、只绘制被遮挡部分的描边
- 先把模型的 顶点 往 法线方向 偏移一个值（这个就是描边的宽度值，可以理解为将模型放大了），可以在观察空间 或者 世界空间、模型空间 偏移，只要和 法线 在同一空间下。
- 对比 模板缓冲区 的参考值 Ref=1，因为第一个 pass 写入的参考值是 1，所以这个pass中就要不等1才让它通过，这样就能得到一个 差值区域，即描边的区域。
- 深度测试，让被遮挡部分才让它通过，即 ZTest Greater，done！
shader代码：
Shader "Custom/Unlit-Texture-Outline" ｛
Properties｛
_MainTex("Base (RGB)", 2D) = "white" ｛｝
_OutlineColor("Outline Color", Color) = (1,1,0,1) //描边颜色
_Outline("Outline width", Range(0.0, 0.5)) = 0.03 // 描边宽度
｝
CGINCLUDE
#include "UnityCG.cginc"
struct appdata_t ｛
float4 vertex : POSITION;
float2 texcoord : TEXCOORD0;
float3 normal : NORMAL;
｝;
struct v2f ｛
float4 vertex : SV_POSITION;
half2 texcoord : TEXCOORD0;
｝;
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
float _Outline;
float4 _OutlineColor;
v2f vert(appdata_t v)
｛
v2f o;
o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.texcoord = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
return o;
｝
v2f vert_outline(appdata_t v)
｛
v2f o;
// 方式一，观察空间 下往法线偏移顶点
float4 viewPos = mul(UNITY_MATRIX_MV, v.vertex);
//float3 viewNorm = mul((float3x3)UNITY_MATRIX_IT_MV, v.normal);
float3 viewNorm = mul(v.normal, (float3x3)UNITY_MATRIX_T_MV);
float3 offset = normalize(viewNorm) * _Outline;
viewPos.xyz += offset;
o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_P, viewPos);
//方式二，世界空间 下往法线偏移顶点
//float4 worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);
//float3 worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
//float3 offset = normalize(worldNormal) * _Outline;
//worldPos.xyz += offset;
//o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_VP, worldPos);
return o;
｝
ENDCG
SubShader｛
Tags｛ "Queue" = "Transparent" "RenderType" = "Opaque" ｝
Pass｛ // 正常绘制
Stencil
｛
Ref 1
Comp Always
Pass Replace
ZFail Replace
｝
ZTest LEqual
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
｛
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.texcoord);
return col;
｝
ENDCG
｝
Pass｛ // 遮挡部分绘制描边
ZTest Greater
ZWrite Off
//Blend DstAlpha OneMinusDstAlpha
Stencil｛
Ref 1
Comp NotEqual
｝
CGPROGRAM
#pragma vertex vert_outline
#pragma fragment frag
half4 frag(v2f i) :COLOR
｛
return _OutlineColor;
｝
ENDCG
｝
｝
｝
使用 剔除Cull 的方式 描边
这种方式的描边不适合做遮挡部分描边，且不遮挡部分的效果也没有 模板测试 那种方式好，他的原理也是使用两个pass，一个pass正常渲染，剔除背面 （Cull Back），另外一个pass 也需要顶点外拉，然后 剔除正面（Cull Front），偏移深度。这种方式会在人体内也有描边，不像 模板测试 那种方式在人体完全没有描边。
效果
shader代码
// 这种方式的描边不适合做遮挡部分描边，且不遮挡部分的效果也没有 模板测试 那种方式好
Shader "ITS/test/testOutline_cull" ｛
Properties｛
_MainTex("Base (RGB)", 2D) = "white" ｛｝
_OutlineColor("Outline Color", Color) = (1,1,0,1)
_Outline("Outline width", Range(0.0, 0.5)) = 0.03
｝
CGINCLUDE
#include "UnityCG.cginc"
struct appdata_t ｛
float4 vertex : POSITION;
float2 texcoord : TEXCOORD0;
float3 normal : NORMAL;
｝;
struct v2f ｛
float4 vertex : SV_POSITION;
half2 texcoord : TEXCOORD0;
｝;
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
float _Outline;
float4 _OutlineColor;
v2f vert(appdata_t v)
｛
v2f o;
o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.texcoord = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
return o;
｝
v2f vert_outline(appdata_t v)
｛
v2f o;
// 方式一，观察空间 下往法线偏移顶点
float4 viewPos = mul(UNITY_MATRIX_MV, v.vertex);
//float3 viewNorm = mul((float3x3)UNITY_MATRIX_IT_MV, v.normal);
float3 viewNorm = mul(v.normal, (float3x3)UNITY_MATRIX_T_MV);
float3 offset = normalize(viewNorm) * _Outline;
viewPos.xyz += offset;
o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_P, viewPos);
//方式二，世界空间 下往法线偏移顶点
//float4 worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);
//float3 worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);
//float3 offset = normalize(worldNormal) * _Outline;
//worldPos.xyz += offset;
//o.vertex = mul(UNITY_MATRIX_VP, worldPos);
return o;
｝
ENDCG
SubShader｛
Tags｛ "Queue" = "Transparent" "RenderType" = "Opaque" ｝
Pass｛
ZTest LEqual
Cull Back
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
｛
fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.texcoord);
return col;
｝
ENDCG
｝
Pass｛
// ZTest Greater
ZWrite Off
Cull Front
Offset 100,0
CGPROGRAM
#pragma vertex vert_outline
#pragma fragment frag
half4 frag(v2f i) : COLOR
｛
return _OutlineColor;
｝
ENDCG
｝
｝
｝
ps： 还有其他描边处理的方式，比如 后处理
来自：https://blog.csdn.net/yangxuan0261/article/details/79686192