Unity 遮挡剔除 (Occlusion Culling) 完全指南
深入解析 Unity 遮挡剔除系统的工作原理、配置方法和最佳实践，有效降低 DrawCall 并提升渲染性能。
一、什么是遮挡剔除
1.1 核心概念
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| 遮挡剔除原理:
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│ │
│ 问题: Overdraw (过度绘制) │
│ ┌─────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 👁 摄像机 │ │
│ │ │ │ │
│ │ ▼ │ │
│ │ ┌────┐ ┌────┐ ┌────┐ │ │
│ │ │ 墙 │ │ 障 │ │ 墙 │ ← 墙被遮挡但仍绘制 │ │
│ │ └────┘ └────┘ └────┘ │ │
│ │ ┌────┐ │ │
│ │ │ 敌 │ ← 可见 │ │
│ │ └────┘ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ 解决方案: Occlusion Culling │
│ → 只渲染摄像机可见的对象 │
│ → 减少 DrawCall → 提升性能 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
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1.2 Occlusion Culling vs Frustum Culling
| 特性 |
Frustum Culling (视锥体剔除) |
Occlusion Culling (遮挡剔除) |
| 剔除范围 |
摄像机视野之外的对象 |
被其他对象遮挡的对象 |
| 实现方式 |
Unity 内置自动 |
需要手动烘焙数据 |
| 剔除对象 |
视野外物体 |
OverDraw 隐藏的物体 |
| 性能开销 |
低 |
中等（需要查询数据） |
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| 剔除层次:
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│ │
│ 第一步: Frustum Culling (Unity 自动) │
│ ┌─────────────┐ │
│ │ │ │ ← 摄像机视野 │
│ │ ┌──┼──┐ │ │
│ │ │ ● │ │ ← 视野外对象被剔除 │
│ │ └─────┘ │ │
│ └─────────────┘ │
│ ↓ │
│ 第二步: Occlusion Culling (需要烘焙) │
│ ┌─────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 👁 墙1 [墙2] [敌] [墙3] │ │
│ │ ✗ ✗ ✓ ✗ │ │
│ │ ↑ ↑ ↑ │ │
│ │ 被剔除 被剔除 可见 被剔除 │ │
│ └─────────────────────────────────────────┘ │
│ │
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二、工作原理
2.1 数据结构
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| 遮挡剔除数据结构:
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│ │
│ 场景包围盒 (Scene Bounding Box) │
│ │ │
│ ▼ │
│ ┌─────────────────────────────────────┐ │
│ │ 单元格 (Cells) │ │
│ │ ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┐ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ ├───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ └───┴───┴───┴───┴───┴───┘ │ │
│ └─────────────────────────────────────┘ │
│ │ │
│ ▼ │
│ ┌─────────────────────────────────────┐ │
│ │ 二叉树 (Binary Tree) │ │
│ │ │ │
│ │ [根节点] │ │
│ │ ／ ＼ │ │
│ │ [左子] [右子] │ │
│ │ ／ ＼ ／ ＼ │ │
│ │ [叶] [叶] [叶] [叶] │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
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2.2 双树结构
| 树类型 |
用途 |
对象类型 |
| 视图单元格树 |
存储静态对象的可见性索引 |
静态对象 (Static) |
| 目标单元格树 |
存储移动对象的单元格位置 |
移动对象 (Dynamic) |
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| 双树工作流程:
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│ │
│ 视图单元格树 (View Cells Tree): │
│ ┌─────────────────────────────────────┐ │
│ │ Cell_1 → [对象A, 对象B, 对象C] │ │
│ │ Cell_2 → [对象A, 对象D] │ │
│ │ Cell_3 → [对象E, 对象F] │ │
│ │ ... │ │
│ └─────────────────────────────────────┘ │
│ │ │
│ ▼ │
│ 目标单元格树 (Target Cells Tree): │
│ ┌─────────────────────────────────────┐ │
│ │ 移动对象位置追踪 │ │
│ │ 动态更新可见性判断 │ │
│ └─────────────────────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
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2.3 工作流程
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| 运行时流程:
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│ │
│ 烘焙阶段 (Editor 中): │
│ ┌─────────────────────────────────────┐ │
│ │ 1. 虚拟摄像机在场景中移动 │ │
│ │ 2. 构建潜在可见对象集 (PVS) │ │
│ │ 3. 生成层级视图数据 │ │
│ │ 4. 保存为二进制数据文件 │ │
│ └─────────────────────────────────────┘ │
│ │ │
│ ▼ │
│ 运行阶段 (Runtime): │
│ ┌─────────────────────────────────────┐ │
│ │ 1. 摄像机查询当前单元格数据 │ │
│ │ 2. 获取潜在可见对象集 │ │
│ │ 3. 识别真正可见对象 │ │
│ │ 4. 只发送可见对象进行渲染 │ │
│ └─────────────────────────────────────┘ │
│ │
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三、配置方法
3.1 Occlusion Culling 窗口
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| 配置窗口:
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│ Window → Rendering → Occlusion Culling │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────┐ │
│ │ Occlusion Areas: │ │
│ │ ┌─────────────────────────────────┐ │ │
│ │ │ 可视区域预览 │ │ │
│ │ │ │ │ │
│ │ │ ┌────┐ │ │ │
│ │ │ │ 🎥 │ 摄像机位置 │ │ │
│ │ │ └────┘ │ │ │
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│ │ └─────────────────────────────────┘ │ │
│ │ │ │
│ │ Bake: 烘焙遮挡数据 │ │
│ │ Clear: 清除已有数据 │ │
│ └─────────────────────────────────────────┘ │
│ │
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3.2 Occludee Static 标记
| 对象特征 |
是否标记为 Occludee |
原因 |
| 大型墙体 |
✅ 是 |
能有效遮挡其他对象 |
| 大型建筑 |
✅ 是 |
能有效遮挡其他对象 |
| 完全透明对象 |
❌ 否 |
无法遮挡其他对象 |
| 半透明对象 |
❌ 否 |
无法遮挡其他对象 |
| 小型对象 |
❌ 否 |
遮挡效果不明显 |
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| Occluder vs Occludee:
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│ │
│ Occluder (遮挡物): │
│ ┌─────────┐ │
│ │ 墙 │ ← 能遮挡其他对象 │
│ │ │ │
│ └─────────┘ │
│ │
│ Occludee (被遮挡物): │
│ ┌─────────┐ │
│ │ 敌 │ ← 能被其他对象遮挡 │
│ │ │ │
│ └─────────┘ │
│ │
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四、最佳实践
4.1 适用场景
| 场景类型 |
是否推荐 |
原因 |
| 室内场景 |
✅ 强烈推荐 |
墙体多，遮挡明显 |
| 城市场景 |
✅ 强烈推荐 |
建筑密集，遮挡多 |
| 开放地形 |
⚠️ 谨慎使用 |
遮挡较少，开销可能大于收益 |
| 2D 游戏 |
❌ 不推荐 |
无真实遮挡关系 |
4.2 优化建议
| 建议 |
说明 |
| 合理划分区域 |
按场景空间分布设置 Occlusion Areas |
| 控制烘焙精度 |
平衡数据大小与剔除精度 |
| 静态对象优先 |
静态对象剔除效果更明显 |
| 测试效果 |
烘焙后在 Scene 视图预览剔除效果 |
4.3 性能权衡
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| 性能权衡分析:
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│ 收益: │
│ • 减少 DrawCall │
│ • 降低 OverDraw │
│ • 提升帧率 │
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│ 成本: │
│ • 增加包体大小 (~几MB) │
│ • 内存占用增加 │
│ • CPU 查询开销 │
│ • 烘焙时间开销 │
│ │
│ 决策: │
│ • 室内/城市场景: 收益 > 成本 ✅ │
│ • 开放地形: 收益 < 成本 ❌ │
│ │
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五、常见问题
5.1 烘焙失败
| 问题 |
可能原因 |
解决方案 |
| 无有效对象 |
场景中没有 Static 对象 |
标记对象为 Static |
| 区域过小 |
Occlusion Area 太小 |
扩大区域范围 |
| 数据过大 |
场景过于复杂 |
简化场景或拆分区域 |
5.2 运行时无效
| 问题 |
可能原因 |
解决方案 |
| 未剔除 |
摄像机未设置 |
检查 Camera 组件 |
| 数据未加载 |
数据文件丢失 |
重新烘焙 |
| 对象移动 |
移动对象不支持 |
使用目标单元格树 |
六、检查清单
七、参考资料
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