Unity3D：如何在运行时仅显示两个网格之间的交集/横截面？

Question

问题

嗨，我基本上是在尝试做与此处描述的相同的事情： Unity Intersections Mask

需要注意的是，该平面不完全是平面，而是（相对于任意 3D 对象而言非常大）3D 锥体，并且我使用的相机必须是正交相机（因此没有延迟渲染）。

我也需要基本上每帧都这样做。

我试过的

我试过查找各种交叉点深度着色器，但它们似乎都是用透视相机完成的。

即便如此，它们也不会将 3D 对象的非相交部分渲染为透明，而是以不同的方式为它们的部分着色。

链接的 stackoverflow 问题提到将平面正常渲染为不透明对象，然后使用片段着色器仅渲染与平面相交的对象部分。

然而，基于我（不可否认）对着色器的非常有限的理解，我不确定如何解决这个问题 - 据我所知，每个片段只有 1 个值作为它的深度，这是与近剪裁的距离相机平面到最靠近相机的对象上的点，该点由该片段/像素显示。

由于在这种情况下对象的其余部分是透明的，并且我需要显示通常会被覆盖的对象部分（因此，据我所知，深度未知），我看不出我如何只能绘制与我的锥体相交的部分。

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除了使用着色器之外，我还尝试了以下方法：

1. 使用 CSG 算法在锥体和对象之间实际执行布尔相交操作并渲染它。

   • 无法做到这一点，因为 CSG 算法成本太高，无法做到每一帧。

2. 尝试使用contactPoints从Collision由Unity生成以提取其中两个网格相交的所有点（顶点）和从这些点建立一个新的网格

   • 这让我走上了 3D Delaunay 三角剖分的道路，这让我无法理解，可能像 CSG 尝试一样昂贵，而且我很确定这个问题有一个更简单的解决方案，因为我只是想念这里。

一些代码

我最初尝试使用的着色器（但不起作用）基于来自此处的代码：https : //forum.unity.com/threads/depth-buffer-with-orthographic-camera.355878/#post-2302460

并应用于每个对象。

与float partY = i.projPos.y + (i.projPos.y/_ZBias);修改，而不硬编码的_ZBias校正因子（和其他颜色相关的值稍有改变）。

根据我的理解，它应该可以工作，因为在我看来它是在比较深度缓冲区和对象的实际深度，并且仅_HighlightColor在两者足够相似时才对其进行着色。

当然，我对着色器几乎一无所知，所以我对我对这段代码的评估几乎没有信心。

//Highlights intersections with other objects
Shader "Custom/IntersectionHighlights"
{
    Properties
    {
        _RegularColor("Main Color", Color) = (1, 1, 1, 0) //Color when not intersecting
        _HighlightColor("Highlight Color", Color) = (0, 0, 0, 1) //Color when intersecting
        _HighlightThresholdMax("Highlight Threshold Max", Float) = 1 //Max difference for intersections
        _ZBias("Highlight Z Bias", Float) = 2.5    //Balance out the Z-axis fading
    }
    SubShader
    {
        Tags { "Queue" = "Transparent" "RenderType"="Transparent"  }
        Pass
        {
            Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
            ZWrite Off
            Cull Off
            CGPROGRAM
            #pragma target 3.0
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"
            uniform sampler2D _CameraDepthTexture; //Depth Texture
            uniform float4 _RegularColor;
            uniform float4 _HighlightColor;
            uniform float _HighlightThresholdMax;
            uniform float _ZBias;
            struct v2f
            {
                float4 pos : SV_POSITION;
                float4 projPos : TEXCOORD1; //Screen position of pos
            };
            v2f vert(appdata_base v)
            {
                v2f o;
                o.pos = mul(UNITY_MATRIX_MVP, v.vertex);
                o.projPos = ComputeScreenPos(o.pos);
                return o;
            }
            half4 frag(v2f i) : COLOR
            {
                float4 finalColor = _RegularColor;
                //Get the distance to the camera from the depth buffer for this point
                float sceneZ = tex2Dproj(_CameraDepthTexture, UNITY_PROJ_COORD(i.projPos)).r * 400;

                //Actual distance to the camera
                float partY = i.projPos.y;// + (i.projPos.y/_ZBias);

                //If the two are similar, then there is an object intersecting with our object
                float diff = (abs(sceneZ - partY)) / _HighlightThresholdMax;
                if (diff <= 1)
                {
                    finalColor = _HighlightColor;
                }

                half4 c;
                c.r = finalColor.r;
                c.g = finalColor.g;
                c.b = finalColor.b;
                c.a = (diff<=1)? 1.0f: 0.0f;
                return c;
            }
            ENDCG
        }
    }
    FallBack "VertexLit"

上面（错误的）代码的结果是对象总是变得透明，无论它是否与锥体相交：

（该对象是完全透明的，即使它与锥体相交（运行时从场景视图中截取的图片））

最终，在我看来，它就像回到着色器一样。我将如何解决实现这种效果？它不一定必须与着色器一起使用，任何有用的东西对我来说都很好。示例代码会很棒。

Answer 1

它看起来像一个模板阴影（在《毁灭战士 3》中做得很好），其中平面是被着色的几何体，而球体和圆柱体等体积是阴影体积。

它是一种涉及一些模板缓冲区数学的多遍算法。