Unity遮挡剔除特性的说明

一.   遮挡剔除简述

功能：遮挡剔除功能可以降低被渲染对象个数，从而降低每帧渲染时间。

原理：避免对因为完全被其他物体挡住而不可见的物体的渲染。

说明：U3D遮挡剔除是一个object-level剔除特性，基于PVS.

二.   Unity遮挡剔除功能的使用方法简介

Unity也支持对动态物体的遮挡剔除。但是本文后面的部分只关注对于静态对象的遮挡剔除特性。

使用Unity的遮挡剔除功能大概需要做下面三件事情：

Step1:设置场景中哪些物体会遮挡其他物体（遮挡物occluder）

Step2:设置场景中那些物体需要做可见性查询，即确定哪些物体很可能被其他物体挡住（被遮挡物occludee）

Step3:烘培遮挡剔除数据，供游戏运行时使用。

编辑器中要进行相关操作前，需要开启Occlusion Culling窗口，参见图1.

图1

三.   Unity遮挡剔除功能的使用方法详述

（1）       设置对象为遮挡物or被遮挡物

选中某个对象后，在其Occlusion窗口可以设置其Occluder Static和Occludee Static属性，参见下图：

图2

l  遮挡物

通过勾选一个对象的Occluder Static（参见图2）可将其设置为静态遮挡物。理想的遮挡物应该是实心的，体积较大的物体。

原则1：可能阻挡到其它对象的对象才应该被设置为遮挡物。一些远景物体不要设置成遮挡物，否则很可能会导致剔除数据成倍增长以及运行时剔除查询效率降低。另外半透明的物体也不应设置为遮挡物。

原则2：对于某些带类似小孔的物体（例如网，树叶茂盛的树木），可以不将其设置为遮挡物，这样可以避免得到不正确的结果。（smallest hole参数可以处理这种情况但是其值不宜设得太小）

l  被遮挡物

通过勾选一个对象的Occludee Static（如上图）可将其设置为静态被遮挡物。

理想的被遮挡物应该是体积较小的，这样它被完全遮挡到的情况才会比较多，因此做遮挡剔除查询才比较有意义。但是如果将对象拆分得过小，也会导致遮挡剔除性能下降。

较大的物体不宜设成被遮挡物（例如在3dMax里合并了之后再倒入到Unity编辑器），但是请注意到被U3D做batch之后渲染的多个mesh在做遮挡剔除时还是会针对单个mesh分别进行，所以不受影响。

（2）       烘培

在Occlusion窗口的Bake页面进行对场景的遮挡剔除数据的烘培。参见下图。

参数设置:

烘培参数的调整本质来说是剔除准确性和性能/效率的折中。在实践中，图3所示的三个参数值都应该从一个较大的值开始，不断调小，直到得到满意的结果。当你发现烘培时间过长或者烘培数据过大时，就应该尝试调大参数。

图3

l  Smallest Hole

解释：如果场景中有带孔的物体需要能被视线穿透(例如墙上的洞, 房间的门)，那么需要将Smallest Hole设置为小于孔的直径

原则：在不出现剔除错误（可见的物体被剔除了）的情况下，应该尽量将该值设大些。

建议值：0.05～0.50

图4

l  Smallest Occluder

解释：顾名思义，就是场景内最小遮挡物的尺寸。设得过大会导致剔除成功率下降（但是应该不会产成剔除错误），过小会导致性能问题。

原则：设置为比Player高度略大的值。目前Player高度大概为1.8.

建议值：2～6

图5

l  Backface threshold

解释：本参数的引入是为了减少剔除数据大小，另一方面，设置不当会导致剔除错误（可见的物体被剔除了）。因此，暂时请保持默认值100不变。

说明：工作机制是如果PVS产生的某个cell中观察到的阻挡面是backface的比例大于设定值，那么生成的剔除数据中将不会包含这个cell相关内容，从而降低了数据大小。如果运行时camera移动到该cell内，那么剔除查询结果将会是“Undefined”。

（3）       遮挡剔除结果的验证

烘培进行完成后，可以在Bake页面最下方查看遮挡剔除数据大小，参见图7。遮挡剔除的结果可以在Scene窗口内实时查看。

具体方法如下：

l   选中visualization页面，参见图8。

l   选中场景内的某个摄像机，勾选它的Occlusion Cullling选项，参见图8。

l 移动或旋转摄像机的位置，场景内的物体则会被实时剔除掉。需要注意的是，这是视锥剔除(frustum culling)和遮挡剔除共同作用的结果

图7

图8

四.   参考资料

http://docs.unity3d.com/Manual/OcclusionCulling.html

http://blogs.unity3d.com/2013/12/02/occlusion-culling-in-unity-4-3-the-basics/

http://blogs.unity3d.com/2013/12/26/occlusion-culling-in-unity-4-3-best-practices/

http://blogs.unity3d.com/2014/01/02/occlusion-culling-in-unity-4-3-troubleshooting/