UnityURP 使用StencilBuffer制作一个“看见看不见”的球

前言

相机只有通过特定相框（遮罩）才能看到这个球，其他位置看不见。

在Unity中使用Stencil Buffer来实现对象遮罩效果。

项目

创建Shader

创建遮罩Shader
StencilMask.shader

Shader "Custom/StencilMask"
{Properties{_StencilID ("Stencil ID", Int) = 1}SubShader{Tags { "RenderType"="Opaque" "Queue"="Geometry-100"}ColorMask 0ZWrite offStencil{Ref [_StencilID]Comp alwaysPass replace}Pass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"struct appdata{float4 vertex : POSITION;};struct v2f{float4 vertex : SV_POSITION;};v2f vert (appdata v){v2f o;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);return o;}fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{return fixed4(0, 0, 0, 0);}ENDCG}}
}

创建被遮罩物体Shader
StencilObject.shader

Shader "Custom/StencilObject"
{Properties{_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}_Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)_StencilID ("Stencil ID", Int) = 1[Enum(UnityEngine.Rendering.CompareFunction)] _StencilComp ("Stencil Comparison", Int) = 3}SubShader{Tags { "RenderType"="Opaque" "Queue"="Geometry"}LOD 100Stencil{Ref [_StencilID]Comp [_StencilComp]}Pass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"struct appdata{float4 vertex : POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;};struct v2f{float2 uv : TEXCOORD0;float4 vertex : SV_POSITION;};sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;fixed4 _Color;v2f vert (appdata v){v2f o;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);return o;}fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv) * _Color;return col;}ENDCG}}
}

创建材质

1. 创建两个材质：MaskMaterial 和 StencilObjectMaterial
2. 将 StencilMask.shader 应用到 MaskMaterial
3. 将 StencilObject.shader 应用到 StencilObjectMaterial

搭建场景

1. 创建遮罩对象（如Cube、Sphere等），并添加MaskMaterial材质
2. 创建需要被遮罩的对象并添加StencilObjectMaterial材质

• 被遮罩的对象只会在遮罩区域内显示
• 可以在运行时动态修改Stencil ID来切换不同的遮罩组

Stencil Buffer 工作原理

1. 遮罩阶段：遮罩Shader将指定的Stencil ID写入Stencil Buffer，但不输出颜色
2. 渲染阶段：被遮罩对象Shader检查Stencil Buffer，只在匹配的区域渲染

常用Stencil比较函数

• Never (0) - 从不通过
• Less (1) - 小于时通过
• Equal (2) - 等于时通过
• LessEqual (3) - 小于等于时通过
• Greater (4) - 大于时通过
• NotEqual (5) - 不等于时通过
• GreaterEqual (6) - 大于等于时通过
• Always (7) - 总是通过

注意事项

• 遮罩对象的渲染队列应该早于被遮罩对象（Queue=“Geometry-100” vs Queue=“Geometry”）
• Stencil Buffer 有8位深度，支持0-255的值
• 相同Stencil ID的对象会共享遮罩区域

遮罩组共享机制

使用相同Stencil ID的对象会形成"联合遮罩区域"：

• ID=1的圆形 + ID=1的方形 = 圆形+方形的联合区域
• 被遮罩对象只在这个联合区域内显示

鸣谢

Claude Code