如何在Godot材质着色器中判断指定3D空间点处是否存在材质

针对你体素全部共面的场景，结合你已经实现的射线平面求交逻辑，有两种常用的判断方法，可根据你的项目需求选择：

方案1：体素网格坐标匹配（性能最优，适合规则体素场景） #

你的体素是规则排列的，直接通过坐标映射即可快速判断，无需额外的缓冲采样开销：

• 提前在CPU侧维护一张2D纹理voxel_occupancy_texture，纹理的每个像素对应平面上的一个体素位置，有体素的位置像素值设为1，无体素设为0，每帧更新后通过uniform传入着色器
• 把射线与平面的交点（世界空间）减去平面原点坐标，再除以单个体素的尺寸，取整得到对应的体素网格坐标
• 用网格坐标计算占位纹理的采样UV，采样后如果值大于0.5，说明该位置存在体素，即交点命中材质
• 如果你的体素材质带透明镂空效果，可额外采样体素的基础颜色纹理，判断alpha通道是否大于阈值，避免把镂空位置判定为命中

方案2：深度缓冲比对（无需维护体素数据，适合动态场景） #

如果你的体素动态生成频率很高，不想额外维护占位纹理，可以用预渲染深度图的方式实现：

• 提前把所有要判断的体素渲染到一张单独的深度图，渲染时仅开启深度写入，关闭颜色输出
• 把射线与平面的交点转换为这张深度图对应的裁剪空间坐标，得到采样UV和深度值
• 采样深度图对应位置的深度值，和交点的裁剪空间深度值做比对，差值小于误差阈值即可判定为命中材质

片段着色器示例代码 #

shader_type spatial;

// 体素占位纹理
uniform sampler2D voxel_occupancy_texture;
// 体素所在平面的世界空间原点
uniform vec3 plane_origin;
// 单个体素的单位尺寸
uniform float voxel_size = 1.0;
// 占位纹理的像素尺寸
uniform vec2 occupancy_texture_size = vec2(256.0);

void fragment() {
    // 此处替换为你自己实现的射线平面相交计算，得到世界空间交点
    vec3 ray_dir = normalize(WORLD_POSITION - CAMERA_WORLD_POSITION);
    // 这里假设平面法向量为Y轴朝上，可根据你的实际平面朝向修改法向量参数
    float plane_dist = dot(plane_origin - CAMERA_WORLD_POSITION, vec3(0.0, 1.0, 0.0)) / dot(ray_dir, vec3(0.0, 1.0, 0.0));
    vec3 intersection = CAMERA_WORLD_POSITION + ray_dir * plane_dist;

    // 计算交点对应的体素网格坐标
    vec2 offset = intersection.xz - plane_origin.xz;
    ivec2 grid_coord = ivec2(floor(offset / voxel_size));
    // 计算采样UV，加0.5偏移取像素中心避免采样误差
    vec2 sample_uv = (vec2(grid_coord) + 0.5) / occupancy_texture_size;
    float is_voxel_exist = texture(voxel_occupancy_texture, sample_uv).r;

    if (is_voxel_exist > 0.5) {
        // 命中材质，执行你的遮挡体素隐藏逻辑，比如设置当前像素透明
        ALPHA = 0.0;
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Richard Garfield