（九）Mask详解

1.前言

本文从逻辑和原理上详细分析Ugui的Mask组件。Mask组件的逻辑没有RectMask2D复杂，但是原理稍微麻烦一点，用得到渲染的模板检测。

2.模板遮罩原理

2.1 模板值

以下图为例，假如均没有开启模板检测，canvas上只有一个RawImage组件，那么整个背景模板值为0。如果图中RawImage开启模板检测，并设置模板检测值为2（模板检测参考值是自定义的）。那么图片区域模板值为2，以外红色区域为0（模板值是以像素为单位进行设置的），如果开启根据透明通道值设置（Use Alpha Clip为true），则RawImage非透明区域为2，其他区域为0。

2.2 模板参数设置

模板值通过shader中设置相关变量实现的，我们通过ui默认的shader来解释。新建Material，并设置shader为UI/default，并赋值给一个RawImage，则可以看到参数面板如下，则可进行相关参数设置：

我们来解释一下参数及其意义：

Stencil ID：设置的模板参考值，如图设置为2

Stencil Operation：模板值操作方式，即如何进行操作，如果如图设置为2。则表示replace，即用Stencil ID的值代替此ui覆盖区域的像素的模板值。参考值如下所示：

namespace UnityEngine.Rendering
{
    public enum StencilOp
    {
        Keep = 0,//保持原值
        Zero = 1,//设置为0
        Replace = 2,//用当本参考值代替原值
        IncrementSaturate = 3,//逐次增加，当超过255时保持255
        DecrementSaturate = 4,//逐次减小，当少于0时保持0
        Invert = 5,//按位取反
        IncrementWrap = 6,//逐次增加，当超过255时继续从0开始
        DecrementWrap = 7//逐次减小，当少于0时继续从255开始
    }
}

Stencil Comparison：比较方法，参考值如下，如果设置为3（即equal），则表示如果当前RawImage渲染时，模板值如果与之前模板值相同（即通过模板测试）则渲染当前RawImage像素，反之舍弃。

namespace UnityEngine.Rendering
{
    public enum CompareFunction
    {
        Disabled = 0,//不进行深度和模板检测
        Never = 1,//模板和深度检测均不通过
        Less = 2,//小于前模板值时通过检测
        Equal = 3,//等于前模板值时通过检测
        LessEqual = 4,//小于等于前模板值时通过检测
        Greater = 5,//大于前模板值时通过检测
        NotEqual = 6,//不等于前模板值时通过检测
        GreaterEqual = 7,//大于等于前模板值时通过检测
        Always = 8//一直通过检测，与1相反
    }
}

Stencil Read/Write Mask：即读取或者重新写入模板值时的Mask，即与填写的值按位与进行计算。如果255则表示值不变，即取出/写入多少就是多少。

Color Mask：表示写入颜色值时写入的成分。如下所示：

namespace UnityEngine.Rendering
{
    [Flags]
    public enum ColorWriteMask
    {
        Alpha = 1,
        Blue = 2,
        Green = 4,
        Red = 8,
        All = 15
    }
}

Use Alpha Clip：是否进行根据通道值剔除，如果开启则会按像素进行处理，否则按Rect形状进行模板值操作。

2.3 模板参数使用

模板测试分两步进行，即模板值测试与模板值设置。

2.3.1 模板测试

用StecilBufferValue来代替模板缓冲值，则如果满足（Stencil ID&Read Mask） StencilComparison （StencilBufferValue&Read Mask）则表示通过测试，即当前像素可以写入FrameBuffer（若不理解可认为是写到屏幕上）。否则抛弃像素。

2.3.2 模板设置

如果Stencil Operation值为Replace，则表示设置当前像素位置的模板值为Stencil ID，如果为IncrementSaturate，则表示再当前卖报纸的基础上加1，如果超过255，则保持255。模板测试之后，无论模板测试通过与否，都要对模板进行相应的更新

2.4 模板测试应用

假如在上一张图片的基础上再加一张图片，且这两张均未开启模板检测，则显示结果如下。因为渲染顺序问题，则蓝色路飞头像会遮挡前面山水图。

然后设置山水图模板参数如下所示：

如上图片所示，我们开启模板检测，并设置山水图模板值为2。StencilComparision值为8，表示直接通过模板测试。则将此图片像素信息全部写入缓冲区（因为ColoMask值为15）。由于StencilOperation值为2（替换），则将StencilID值写入覆盖区域。对第二张蓝色路飞图开启模板检测，设置模板参数如下图所示。由于其StencilComparision参数为3，则表示若前后模板值相等即均为2，则通过测试保留像素值，否则丢弃此像素值。同时保持模板值不变，即原来是2的区域还是2，是0的区域还是0。
效果如如下所示：

如果将第二张图片StencilComparision为5，即如果大于模板值则保留像素，那么第一章图片区域的像素就会被舍弃，而其他区域会被保留，效果类似于挖洞，如下所示:

3.Mask逻辑

上述为Mask的实现原理，至于子物体全部遮罩则是逻辑设置参数实现的。流程如下：
1）Mask启动时通知所有子游戏物体，可以进行进行模板值重新计算（m_ShouldRecalculateStencil标记为true）。
2）Graphic进行渲染时会设置材质，会调用如下属性，会查找所有IMaterialModifier，修改模板值。

        public virtual Material materialForRendering
        {
            get
            {
                var components = ListPool<Component>.Get();
                GetComponents(typeof(IMaterialModifier), components);

                var currentMat = material;
                for (var i = 0; i < components.Count; i++)
                    currentMat = (components[i] as IMaterialModifier).GetModifiedMaterial(currentMat);
                ListPool<Component>.Release(components);
                return currentMat;
            }
        }

3）由于Mask和MaskableGraphic均继承实现接口IMaterialModifier，所以根据层级设置相关模板参数，从而实现子物体遮罩想过。

4.结语

以上为Mask的基本原理与基本逻辑