URP模板体积无内部物体时消失的原因及解决方法

问题 #

刚接触HLSL，尝试在URP中实现简单模板遮罩功能时遇到问题，具体流程：

• 通过两个Render Objects功能实现：
  1. 模板体积写入：使用自定义Shader为OcclusionVolume层的物体覆盖材质，写入模板缓冲区
  2. 可遮挡物体绘制：对Occludable层的物体进行模板比较（NotEqual），实现遮罩效果

自定义模板写入Shader设置了ZTest Always、ZWrite Off、ColorMask 0，理论上应始终将完整几何体写入模板缓冲区，但实际出现异常：仅当体积内部存在其他物体时，模板体积才能正确渲染；若球体为空，模板遮罩的大部分会消失，仿佛绘制调用被裁剪或跳过。

附上模板写入Shader代码：

Shader "Hidden/OcclusionStencilWrite" 
{
    SubShader {
        Tags { "Queue"="Geometry-20" "RenderType"="Opaque" } 
        Pass {
            ZTest Always
            ZWrite Off
            ColorMask 0
            Stencil { Ref 1 Comp Always Pass Replace }

            HLSLPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"

            struct A { float4 pos : POSITION; };
            struct V { float4 pos : SV_Position; };

            V vert(A v) {
                V o;
                o.pos = TransformObjectToHClip(v.pos.xyz);
                return o;
            }

            half4 frag(V i) : SV_Target { return 0; }
            ENDHLSL
        }
    }
}

原因与解决方法 #

问题原因 #

默认情况下，Shader的Cull模式为Back（背面剔除），会剔除几何体背向相机的面。对于空心球体这类单面Mesh来说，当内部没有物体时，相机只能看到球体的外表面，内表面会被剔除，导致模板缓冲区仅被写入外表面对应的区域，看起来大部分遮罩消失；而当内部有物体时，物体的存在会让URP在处理时不会完全剔除球体的内表面，从而让模板缓冲区被完整写入。

解决步骤 #

1. 关闭背面剔除：在Shader的Pass块中添加Cull Off指令，强制渲染几何体的所有面，无论其朝向相机的方向：

Pass {
    Cull Off // 添加该行代码
    ZTest Always
    ZWrite Off
    ColorMask 0
    Stencil { Ref 1 Comp Always Pass Replace }
    // 其余代码保持不变
}

2. 检查URP Render Objects设置：确保Render Objects的Render Only If Visible选项处于关闭状态，避免URP因判定物体“不可见”而跳过绘制调用：
   • 在Render Objects组件的Advanced选项中，取消勾选Render Only If Visible。

修改完成后，无论模板体积内部是否有物体，URP都会强制渲染其所有面，完整写入模板缓冲区，遮罩效果即可正常工作。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Руслан Василев