如何使用金属模板测试绘制凹形

Question

这是我第一次尝试使用 Stencil 测试，但我看到了一些使用 OpenGL 的示例和一些关于 Metal 的示例，但重点是深度测试。我了解 Stencil 测试背后的理论，但我不知道如何在 Metal 上进行设置。

我想画不规则的形状。为简单起见，让我们考虑以下 2D 多边形：

我希望模板通过重叠三角形的数量为奇数的地方，这样我就可以达到这样的效果，白色区域是要忽略的区域：

我正在按照确切的顺序执行以下步骤：

设置depthStencilPixelFormat：

mtkView.depthStencilPixelFormat = .stencil8
mtkView.clearStencil = .allZeros

模板附件：

let textureDescriptor = MTLTextureDescriptor.texture2DDescriptor(pixelFormat: .stencil8, width: drawable.texture.width, height: drawable.texture.height, mipmapped: true)

textureDescriptor.textureType = .type2D
textureDescriptor.storageMode = .private
textureDescriptor.usage = [.renderTarget, .shaderRead, .shaderWrite]
mainPassStencilTexture = device.makeTexture(descriptor: textureDescriptor)

let stencilAttachment = MTLRenderPassStencilAttachmentDescriptor()

stencilAttachment.texture = mainPassStencilTexture
stencilAttachment.clearStencil = 0
stencilAttachment.loadAction = .clear
stencilAttachment.storeAction = .store
renderPassDescriptor.stencilAttachment = stencilAttachment

模板描述符：

stencilDescriptor.depthCompareFunction = MTLCompareFunction.always
stencilDescriptor.isDepthWriteEnabled = true

stencilDescriptor.frontFaceStencil.stencilCompareFunction = MTLCompareFunction.equal
stencilDescriptor.frontFaceStencil.stencilFailureOperation = MTLStencilOperation.keep
stencilDescriptor.frontFaceStencil.depthFailureOperation = MTLStencilOperation.keep
stencilDescriptor.frontFaceStencil.depthStencilPassOperation = MTLStencilOperation.invert

stencilDescriptor.frontFaceStencil.readMask = 0x1
stencilDescriptor.frontFaceStencil.writeMask = 0x1
stencilDescriptor.backFaceStencil = nil

depthStencilState =  device.makeDepthStencilState(descriptor: stencilDescriptor)

最后，我在主通道中设置参考值和模板状态：

renderEncoder.setStencilReferenceValue(0x1)
renderEncoder.setDepthStencilState(self.depthStencilState)

我是否遗漏了什么，因为我得到的结果就像根本没有模板一样。更改深度测试的设置时我可以看到一些差异，但更改模板设置时没有任何反应...

有什么线索吗？

提前谢谢你

Answer 1

您将模板纹理清除为 0。参考值为 1。比较函数为“相等”。因此，比较将失败（1 不等于 0）。 stencil 比较失败时的操作是“keep”，因此stencil 纹理保持为0。后续片段没有任何变化。

我希望您不会得到任何渲染，尽管根据您的顶点顺序和正面缠绕模式，您可能正在查看三角形的背面，在这种情况下，模板测试是有效的禁用。如果您不关心正面与背面，只需以相同的方式设置两个模板描述符。

我认为你需要做两遍：第一，仅模板渲染；其次，由模板缓冲区控制的颜色渲染。仅对于模板，您将使用比较函数.always。这将切换（反转）在给定像素上绘制的每个三角形的低位，为您提供偶数或奇数的指示。因为比较函数和操作都没有涉及到引用值，所以不管是什么。

对于第二遍，您将比较函数设置为.equal，并将参考值设置为 1。所有操作都应为.keep。另外，请确保将模板附件加载操作设置为 .load（而不是 .clear）。