unity 如何渲染大场景

你想知道在 Unity 中渲染大场景（比如开放世界、大型地形、城市等）的有效方法，核心需求是解决大场景下的性能问题（帧率低、卡顿、内存占用高），同时保证视觉效果。

一、核心解决方案：分层次优化渲染流程

Unity 渲染大场景的核心思路是只渲染当前视角能看到的内容 + 对不同距离的内容做精度分级，以下是从基础到进阶的完整方案：

1. 基础优化：视锥体剔除（Frustum Culling）

这是 Unity 自带的核心功能，默认开启，但需要正确设置以确保生效：

• 原理：只渲染摄像机视锥体内的物体，剔除视野外的所有模型 / 贴图。
• 关键设置 ：
  • 给场景中的物体添加 Mesh Renderer 或 Skinned Mesh Renderer（Unity 会自动为这些组件开启视锥体剔除）。
  • 检查物体的 Layer 不要被摄像机的 Culling Mask 意外排除（除非是故意不渲染的层）。
  • 对于静态物体（如地形、建筑），勾选 Static 标签（Unity 会对静态物体做额外的剔除优化）。

2. 进阶优化：LOD（细节层次）系统

这是大场景渲染的 "标配"，核心是 "远看低配、近看高配"：

• 原理：为同一个模型制作多个精度版本（高 / 中 / 低 / 极简），Unity 根据物体与摄像机的距离自动切换模型精度。
• 实操步骤 ：
  1. 在模型导入时（Import Settings），切换到 LOD 标签，手动添加 LOD 级别（如 LOD0=100% 精度、LOD1=50% 精度、LOD2=20% 精度），Unity 会自动简化模型；也可以用 Blender/Maya 手动制作不同精度的模型。
  2. 在场景中选中物体，添加 LOD Group 组件，为每个 LOD 级别绑定对应的模型，并设置切换距离（如 LOD0 距离 0-50 米、LOD1 50-100 米、LOD2 100-200 米、LOD3 200 米外隐藏）。
  3. 对地形（Terrain）：Unity 地形自带 LOD，在 Terrain Settings → LOD Settings 中调整距离和精度即可。

3. 大规模场景：地形分块与流加载（Streaming）

对于超大型地形（如几平方公里的开放世界），需要将场景拆分成小块，动态加载 / 卸载：

（1）地形分块

• 将超大 Terrain 拆分为多个小 Terrain（如 1024x1024 像素 / 块），每个 Terrain 作为独立对象。
• 利用 Unity 的 Terrain Set 功能，让分块地形无缝拼接（调整 Terrain Settings → Pixel Error 统一误差）。

（2）场景流加载（Scene Streaming）

• 内置方案 ：使用 Unity 的 Addressables 或 SceneManager.LoadSceneAsync + SceneManager.UnloadSceneAsync，根据玩家位置动态加载 / 卸载场景块。

  csharp

  运行

  using UnityEngine;
  using UnityEngine.SceneManagement;
  
  public class SceneStreamer : MonoBehaviour
  {
      // 玩家当前所在场景块的坐标（如 (0,0)、(0,1)）
      private Vector2Int currentScenePos;
      // 加载范围（如加载玩家周围3x3的场景块）
      public int loadRange = 1;
  
      void Update()
      {
          // 1. 计算玩家当前应该属于哪个场景块
          Vector2Int newScenePos = GetScenePosByWorldPos(transform.position);
          if (newScenePos != currentScenePos)
          {
              // 2. 卸载超出范围的场景块
              UnloadOutOfRangeScenes(newScenePos);
              // 3. 加载新范围内的场景块
              LoadInRangeScenes(newScenePos);
              currentScenePos = newScenePos;
          }
      }
  
      // 根据世界坐标计算场景块坐标
      private Vector2Int GetScenePosByWorldPos(Vector3 worldPos)
      {
          int sceneSize = 1000; // 每个场景块的尺寸（米）
          return new Vector2Int(
              Mathf.FloorToInt(worldPos.x / sceneSize),
              Mathf.FloorToInt(worldPos.z / sceneSize)
          );
      }
  
      // 加载范围内的场景
      private void LoadInRangeScenes(Vector2Int centerPos)
      {
          for (int x = -loadRange; x <= loadRange; x++)
          {
              for (int z = -loadRange; z <= loadRange; z++)
              {
                  Vector2Int targetPos = centerPos + new Vector2Int(x, z);
                  string sceneName = $"Scene_{targetPos.x}_{targetPos.z}";
                  // 异步加载场景（Additive模式：不销毁现有场景）
                  if (!SceneManager.GetSceneByName(sceneName).isLoaded)
                  {
                      SceneManager.LoadSceneAsync(sceneName, LoadSceneMode.Additive);
                  }
              }
          }
      }
  
      // 卸载超出范围的场景
      private void UnloadOutOfRangeScenes(Vector2Int centerPos)
      {
          for (int i = 0; i < SceneManager.sceneCount; i++)
          {
              Scene scene = SceneManager.GetSceneAt(i);
              if (scene.name.StartsWith("Scene_") && scene.isLoaded)
              {
                  // 解析场景名中的坐标
                  string[] parts = scene.name.Split('_');
                  if (parts.Length == 3)
                  {
                      int x = int.Parse(parts[1]);
                      int z = int.Parse(parts[2]);
                      Vector2Int scenePos = new Vector2Int(x, z);
                      // 超出范围则卸载
                      if (Mathf.Abs(scenePos.x - centerPos.x) > loadRange || 
                          Mathf.Abs(scenePos.z - centerPos.z) > loadRange)
                      {
                          SceneManager.UnloadSceneAsync(scene);
                      }
                  }
              }
          }
      }
  }

• 进阶方案 ：使用 Unity 官方的 World Streaming Package（适用于 HDRP/URP），或第三方插件如 Corgi Engine、Terrain Composer 2（简化分块和流加载流程）。

4. 高级优化：遮挡剔除（Occlusion Culling）

解决 "视野内但被遮挡的物体仍被渲染" 的问题（比如建筑背后的树木、地形）：

• 原理：Unity 预先烘焙场景的遮挡数据，运行时检测物体是否被其他物体遮挡，剔除被遮挡的物体。
• 实操步骤 ：
  1. 标记场景中的静态遮挡物（如建筑、山体）为 Static → Occluder Static。
  2. 标记需要被遮挡剔除的物体为 Static → Occludee Static。
  3. 打开 Window → Rendering → Occlusion Culling 窗口，点击 Bake 烘焙遮挡数据（调整 Cell Size：越小精度越高，但烘焙时间越长）。
  4. 烘焙完成后，运行游戏时 Unity 会自动剔除被遮挡的物体。

5. 渲染管线优化

不同渲染管线对大场景的支持差异很大：

• URP（通用渲染管线） ：轻量化，适合移动端 / 低配设备，开启 SRP Batcher（Project Settings → Graphics → SRP Batcher）可大幅减少 Draw Call。
• HDRP（高清渲染管线） ：支持大规模地形、体积雾、全局光照，适合 PC / 主机端大场景，但性能开销高，需配合 Distance Field、LOD 优化。
• 内置管线：不推荐新项目使用，缺乏现代优化特性。

二、辅助优化技巧

1. 纹理压缩：对大场景的贴图（地形纹理、材质贴图）进行压缩（如移动端用 ASTC，PC 用 BC7），减少内存占用。
2. 合批（Batching） ：
   • 静态合批：勾选 Static → Batching Static，Unity 会将多个静态物体合并为一个 Draw Call。
   • 动态合批：Project Settings → Player → Other Settings → 开启 Dynamic Batching（适合小体量动态物体）。
3. 光照烘焙：对静态场景烘焙光照（Lighting Window → Bake），避免实时光照的性能开销。
4. LOD 交叉淡出 ：在 LOD Group 中开启 Cross Fade，让不同 LOD 切换时更平滑，避免视觉跳变。

总结

Unity 渲染大场景的核心关键点：

1. 剔除无关内容：通过视锥体剔除、遮挡剔除，只渲染视野内可见的物体。
2. 分级降低精度：用 LOD 系统为不同距离的物体提供不同精度的模型 / 贴图，平衡性能与视觉效果。
3. 动态加载卸载：将大场景拆分为小块，通过流加载只加载玩家当前区域的内容，避免一次性加载全部资源导致内存溢出。

遵循这三个核心原则，再配合渲染管线优化、合批、纹理压缩等辅助手段，就能高效渲染超大场景并保证流畅运行。