🎯 Unity 遮挡剔除完全指南：从原理到实战的性能优化

💡 遮挡剔除的价值：

  • 如何减少无效渲染，提升游戏性能？
  • Overdraw 太高怎么优化？
  • 遮挡剔除如何正确使用？
  • 静态对象和动态对象如何分别处理？

完全指南！深入理解 Unity 遮挡剔除原理，掌握性能优化的关键技术！

Occlusion Culling 介绍

1. 什么是遮挡剔除

**遮挡剔除 (Occlusion Culling)**：当对象被其他对象阻挡而不能被摄像机看到时，禁用对象的渲染。

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│                         遮挡剔除示意图                                   │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                         │
│  场景:                                                                  │
│  摄像机 ─────► 墙壁 ─────► 敌人 (被墙壁遮挡)                             │
│                                                                         │
│  不使用遮挡剔除:                                                         │
│  └─ 渲染墙壁 + 渲染敌人 (浪费性能)                                       │
│                                                                         │
│  使用遮挡剔除:                                                           │
│  └─ 只渲染墙壁 (敌人被剔除，不渲染)                                      │
│                                                                         │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

2. 与视锥体剔除的区别

特性 视锥体剔除 (Frustum Culling) 遮挡剔除 (Occlusion Culling)
作用 剔除摄像机视野外的对象 剔除被遮挡的对象
自动性 Unity 自动处理 需要手动配置
效果 减少视野外渲染 减少 Overdraw
互补性 两者同时使用效果最佳 两者同时使用效果最佳

💡 关键点：遮挡剔除与视锥体剔除是互补的，使用遮挡剔除时仍然会受益于视锥体剔除。

工作原理

1. 数据结构

遮挡剔除使用单元格组成的二叉树：

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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                         遮挡剔除数据结构                                 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                         │
│  场景包围体                                                              │
│  └── 二叉树细分                                                          │
│      ├── 视图单元格树 (View Cells)                                       │
│      │   └── 静态对象                                                    │
│      └── 目标单元格树 (Target Cells)                                     │
│          └── 移动对象                                                    │
│                                                                         │
│  视图单元格 → 索引列表 → 可见静态对象                                    │
│                                                                         │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

2. 工作流程

步骤 说明
1. 数据烘焙 虚拟摄像机在场景中移动，构建潜在可见对象集的层级视图
2. 运行时查询 摄像机使用数据识别可见和不可见对象
3. 渲染优化 只发送可见对象进行渲染，减少 DrawCall

3. 性能提升

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│                         性能对比                                         │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                         │
│  不使用遮挡剔除:                                                         │
│  • DrawCall: 200                                                        │
│  • Overdraw: 严重                                                       │
│  • FPS: 30                                                              │
│                                                                         │
│  使用遮挡剔除:                                                           │
│  • DrawCall: 80  ⬇️ 60%                                                │
│  • Overdraw: 轻微                                                       │
│  • FPS: 55  ⬆️ 83%                                                     │
│                                                                         │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

何时使用 Occludee Static

1. 标记原则

对象类型 是否标记为 Occluder 原因
大型不透明物体 ✅ 是 能有效遮挡其他对象
完全透明/半透明对象 ❌ 否 不会产生遮挡
小型对象 ❌ 否 不太可能遮挡其他对象

2. 最佳实践

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│                         标记策略                                         │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                         │
│  ✅ 应该标记为 Occluder:                                                │
│  • 建筑物墙壁                                                            │
│  • 大型岩石                                                              │
│  • 地形凸起                                                              │
│                                                                         │
│  ❌ 不应标记为 Occluder:                                                │
│  • 玻璃窗、透明材质                                                       │
│  • 小型道具                                                              │
│  • 粒子效果                                                              │
│                                                                         │
│  💡 优化建议:                                                            │
│  将小型对象标记为 Occludee (被遮挡物) 而不是 Occluder (遮挡物)           │
│  这样可以减少遮挡剔除的计算开销                                           │
│                                                                         │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

使用步骤

1. 烘焙遮挡数据

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Window → Rendering → Occlusion Culling

2. 标记静态对象

在 Inspector 中勾选：

  • Static → Occluder Static (遮挡物)
  • Static → Occludee Static (被遮挡物)

3. 烘焙场景

点击 Bake 按钮生成遮挡数据

注意事项

注意事项 说明
仅适用于静态对象 移动对象使用目标单元格树
烘焙时间开销 复杂场景烘焙时间较长
内存占用 遮挡数据会占用一定内存
动态对象 需要特殊处理

参考资料

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