如何打造兼具遮挡后方物体与透视门户功能的透明墙体Shader？

我正在开发一款可在墙体上生成门户的混合现实（mixed reality）应用。下图中有两面使用不同Shader的墙体，我需要将这两种Shader的功能整合到同一面墙体上：

中间带孔洞的墙体所用Shader可在运行时创建并移动孔洞，以此查看墙体后方的物体；看似黑色的墙体所用Shader则是混合现实应用中常用的「隐形遮挡墙」Shader，能够遮挡墙体后方的所有物体，这在混合现实场景中十分实用。

我的应用需要一面既能遮挡后方所有物体，又能在其上创建透视门户的隐形墙体，即需要将现有两款Shader的功能融合。我对Shader开发并不精通，猜测可能需要用到Stencil（模板测试）技术，能否有人提供Shader融合的技巧或替代方案？

目标效果如下：

核心思路 #

你猜测的**模板测试（Stencil）**确实是实现该需求的最优方案，通过标记墙体的门户区域与遮挡区域，让渲染管线区分处理两部分的显示逻辑。下面提供两种可落地的实现方案：

方案一：基于Stencil的单Shader多Pass实现 #

这种方案无需拆分模型，直接在一个Shader中通过多Pass完成功能融合：

1. 门户区域模板标记Pass

先添加一个Pass，专门标记需要显示透视效果的区域：

Pass {
    Stencil {
        Ref 1          // 设置模板参考值为1
        Comp Always    // 总是通过模板测试
        Pass Replace   // 写入参考值到模板缓冲
    }

    CGPROGRAM
    #pragma vertex vert
    #pragma fragment frag

    // 复用你现有孔洞Shader的顶点/片段逻辑
    // 仅在门户区域输出颜色（模板标记仅在该区域生效）
    ENDCG
}

2. 非门户区域遮挡Pass

添加第二个Pass，仅在未被模板标记的区域执行遮挡逻辑：

Pass {
    Stencil {
        Ref 1          // 匹配参考值1
        Comp NotEqual  // 仅处理模板值不等于1的区域（非门户区）
    }

    ColorMask 0       // 不输出颜色，仅做深度遮挡
    ZWrite On         // 开启深度写入
    ZTest LEqual      // 正常深度测试

    CGPROGRAM
    #pragma vertex vert
    #pragma fragment frag

    // 简单的顶点/片段着色器，无需输出颜色
    ENDCG
}

3. 门户区域透视渲染Pass

最后添加第三个Pass，仅在模板标记区域渲染透视效果：

Pass {
    Stencil {
        Ref 1          // 匹配参考值1
        Comp Equal     // 仅处理模板值等于1的区域（门户区）
    }

    ZWrite Off        // 关闭深度写入，让后方物体可透过显示
    ZTest LEqual      // 正常深度测试

    CGPROGRAM
    #pragma vertex vert
    #pragma fragment frag

    // 复用你现有孔洞Shader的透视逻辑，比如直接显示后方场景或添加门户扭曲效果
    ENDCG
}

方案二：模型拆分+多材质实现（适合Shader新手） #

如果对Stencil操作不熟悉，可采用更直观的方案：

• 将墙体模型拆分为两个子网格：一个是遮挡区域网格，一个是门户区域网格
• 给遮挡网格赋予你的「隐形遮挡墙」材质，给门户网格赋予带透视孔洞的材质
• 运行时通过代码动态调整门户网格的位置、形状，实现移动效果

这种方案无需修改Shader，缺点是需要维护子网格的动态更新，性能略低于Stencil方案。

关键注意事项 #

• 混合现实场景中需调整Shader的Render Queue：遮挡Pass的队列优先级要高于普通物体，确保先执行遮挡；透视Pass的队列优先级要低于普通物体，让后方物体先渲染再显示透视效果。
• 若需支持多个独立门户，可修改Stencil的Ref值（如用不同数字标记不同门户），避免区域间干扰。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mattia Pompita