前言
Unity3D 的动态遮挡剔除(Dynamic Occlusion Culling)是一种优化技术,用于在运行时根据相机视角动态剔除被其他物体遮挡的不可见物体,从而减少渲染负载。与静态遮挡剔除(预烘焙遮挡数据)不同,动态遮挡剔除适用于场景中存在移动物体或动态变化的遮挡关系。
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以下是实现动态遮挡剔除的核心步骤和注意事项:
1. 基本概念
-
遮挡剔除原理:通过检测物体是否被其他物体完全遮挡,决定是否跳过其渲染。
-
动态 vs 静态:
-
- 静态遮挡剔除 :适用于静止场景,需预烘焙遮挡数据(
Occlusion Culling
面板)。 - 动态遮挡剔除:适用于移动物体或动态场景,需运行时实时计算。
- 静态遮挡剔除 :适用于静止场景,需预烘焙遮挡数据(
2. 静态遮挡剔除设置(基础)
即使处理动态物体,静态物体的遮挡数据仍是优化的基础:
- 标记静态物体:
-
将场景中静止的物体(如墙壁、地形)标记为
Occluder Static
和Occludee Static
(Inspector 右上角)。 -
生成遮挡数据:
-
打开
Window > Rendering > Occlusion Culling
。 -
在
Bake
标签页中调整参数(如Smallest Occluder
控制遮挡精度),点击Bake
。 -
参数说明:
-
Smallest Hole:允许穿透遮挡的最小孔洞大小。
-
Backface Threshold:背面剔除的阈值,优化计算量。
3. 动态物体的处理
Unity 原生遮挡剔除系统主要针对静态物体,但可通过以下方法实现动态剔除:
方法 1:使用 Occlusion Areas
- 原理:定义区域内的动态物体参与遮挡计算。
- 步骤:
- 创建空物体并添加
Occlusion Area
组件。 - 调整区域大小覆盖动态物体移动范围。
- 将动态物体挂载到
Occlusion Area
的Objects
列表中。
- 注意 :需在
Occlusion Culling
面板启用 Dynamic Objects 选项。
方法 2:脚本控制可见性
通过代码结合视锥体剔除(Frustum Culling)和手动射线检测:
ini
using UnityEngine;
public class DynamicOcclusion : MonoBehaviour
{
public Camera mainCamera;
public LayerMask occlusionLayer;
void Update()
{
Renderer renderer = GetComponent<Renderer>();
Vector3 viewportPos = mainCamera.WorldToViewportPoint(transform.position);
// 视锥体剔除
bool inFrustum = (viewportPos.x > 0 && viewportPos.x < 1 && viewportPos.y > 0 && viewportPos.y < 1 && viewportPos.z > 0);
// 射线检测遮挡
bool isOccluded = Physics.Linecast(mainCamera.transform.position, transform.position, occlusionLayer);
renderer.enabled = inFrustum && !isOccluded;
}
}
方法 3:第三方插件
- HDRP/URP :使用 Unity 高清渲染管线或通用渲染管线中的 GPU Occlusion Culling(需 Shader 支持)。
- Asset Store :如 GPU Instancer 、Occludee Dynamic 等插件提供更高效的动态剔除方案。
4. 注意事项
- 性能权衡:
-
动态剔除会增加 CPU/GPU 计算量,需在复杂场景中测试性能收益。
-
对小物体(如子弹)可能不划算,优先处理大型移动物体。
-
动态遮挡精度:
-
通过
Occlusion Culling
面板的 Dynamic Settings 调整更新频率(Update Interval
)。 -
调试工具:
-
在 Scene 视图勾选 Occlusion Culling > Visualization,查看剔除效果。
5. 优化建议
- 层级剔除(Layer Culling Distance) :在
Camera
组件中设置不同层的最大渲染距离。 - 合并静态物体 :减少
Occluder
数量以简化遮挡计算。 - LOD 组合:为动态物体配置多级细节(LOD),降低远处物体的渲染成本。
6. 移动端优化
- 降低精度 :增大
Smallest Occluder
和Smallest Hole
值,减少烘焙数据量。 - 分帧计算:通过脚本分散遮挡检测到多帧中,避免单帧卡顿。
通过结合静态烘焙与动态策略,可以显著提升复杂场景的渲染效率。建议在实际项目中通过 Profiler 分析渲染耗时,针对性优化遮挡剔除参数。
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