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模板测试，但我见过一些使用 OpenGL 的示例和一些使用 Metal 的示例，但主要关注深度测试。我了解模板测试背后的理论，但我不知道如何在金属上设置它。

我想画不规则的形状。为了简单起见，让我们考虑以下 2D 多边形：

我希望模板通过重叠三角形数量为奇数的地方，这样我就可以达到这样的效果，其中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：

设置深度StencilPixelFormat：

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)

我是否遗漏了一些东西，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，但更改模板的设置时没有任何反应......

有什么线索吗？

先感谢您

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）。模板比较失败时的操作是“keep”，因此模板纹理保持为0。后续片段不会发生任何变化。

我希望您不会得到渲染，尽管根据顶点的顺序和正面缠绕模式，您可能会看到三角形的背面，在这种情况下，模板测试实际上被禁用。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即可。

我认为你需要做两遍：首先，仅模板渲染；其次，颜色渲染由模板缓冲区控制。仅对于模板，您可以使用比较函数.always。这将切换（反转）在给定像素上绘制的每个三角形的低位，从而指示偶数或奇数计数。因为比较函数和运算都不涉及参考值，所以它是什么并不重要。

对于第二遍，您将比较函数设置为.equal并将参考值设置为 1。操作应该全部为.keep。另外，请确保将模板附件加载操作设置为.load（不是.clear）。