Unity3D：如何在运行时仅显示两个网格之间的相交/横截面？

Question

问题

嗨，我基本上正在尝试做与此处描述的相同的事情： Unity 交叉点遮罩

需要注意的是，该平面并不完全是一个平面，而是一个（相对于任意 3D 对象来说非常大）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）。

我还需要基本上每一帧都这样做。

我尝试了什么

我尝试查找各种交叉深度着色器，但它们似乎都是用透视相机完成的。

即使如此，它们也不会将 3D 对象的非相交部分渲染为透明，而是对其中的部分进行不同的着色。

链接的 stackoverflow 问题提到通常将平面渲染为不透明对象，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（诚然）对着色器的非常有限的理解，我不确定如何做到这一点 - 据我所知，每个片段只有 1 个深度值，即距近处的距离 -相机的剪切平面到该片段/像素显示的最接近相机的对象上的点。

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，根据我的理解，深度未知），我不明白我如何只能画出与我的圆锥体相交的部分。

---

除了使用着色器之外，我还尝试了以下方法：

1. 使用 CSG 算法在圆锥体和对象之间实际执行布尔相交运算并进行渲染。

   • 无法做到这一点，因为 CSG 算法成本太高，无法完成每一帧。

2. 尝试使用Unity生成的

   contactPoints

   中的

   Collision

   提取两个网格相交的所有点（顶点）并从这些点构造一个新的网格
   • 这让我走上了 3D Delaunay 三角测量的道路，这对我来说太难以理解，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，因为我只是这里不见了。

一些代码

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

并应用于每个对象。

修改了

float partY = i.projPos.y + (i.projPos.y/_ZBias);

，而没有硬编码

_ZBias

校正因子（以及其他与颜色相关的值略有变化）。

根据我的理解，它应该工作，因为在我看来，它是在比较深度缓冲区和对象的实际深度，并且仅当两者足够相似时才将其着色为

_HighlightColor

。

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没什么信心。

//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）代码的结果是对象总是变得透明，无论它是否与圆锥体相交：

（该对象是完全透明的，即使它与圆锥体相交（图片在运行时从场景视图中获取））

最终在我看来，它又回到了着色器。我怎样才能达到这种效果呢？它不一定必须与着色器一起使用，任何有效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），其中你的平面是一个被着色的几何体，而像球体和圆柱体这样的体积是阴影体积。

这是一种涉及一些模板缓冲区数学的多遍算法。