Unity中的渲染管线(二十一):URP-多相机系统_unity urp ui 3d 双相机

在通用渲染管线（URP）中，相机堆叠（Camera Stacking）用于将多个相机的输出分层组合，生成单一的合并输出。通过相机堆叠，您可以实现如 2D UI 中嵌入 3D 模型、载具驾驶舱等效果。

(一).相机堆叠的组成

一个相机栈包含以下部分：

• 基础相机（Base Camera）：作为栈的主渲染相机。
• 一个或多个叠加相机（Overlay Cameras）：按顺序叠加在基础相机的输出之上。

相机栈会将所有相机的输出合并，覆盖基础相机的原始输出。因此，基础相机能实现的功能（如渲染到渲染目标、应用后处理），相机栈同样支持。

(二).设置相机栈的步骤

1、创建相机栈

创建包含基础相机（Base Camera）和一个或多个叠加相机（Overlay Cameras）的相机栈。

2、设置图层和剔除遮罩

创建相机栈后，需将叠加相机要渲染的游戏对象分配到特定图层，并设置每个相机的剔除遮罩以匹配图层。

操作步骤：

1. 添加项目所需的图层

   • 根据需求创建图层（如 “UI 层”“特效层”）。

2. 为游戏对象分配图层

   • 选中需要叠加相机渲染的游戏对象，在 Inspector 窗口中将其分配到对应图层（如将 UI 元素分配到 “UI 层”）。

3. 配置基础相机的剔除遮罩

   • 选中相机栈的基础相机，在 Inspector 窗口中导航至 渲染 > 剔除遮罩（Rendering > Culling Mask）。
   • 移除基础相机不需要渲染的图层（如仅包含叠加相机渲染对象的图层）。

4. 配置叠加相机的剔除遮罩

   • 选中相机栈中的第一个叠加相机，导航至 渲染 > 剔除遮罩。
   • 仅保留该相机需要渲染的图层（移除其他所有图层）。
   • 对相机栈中的每个叠加相机重复步骤 4 和步骤 5，确保每个相机仅渲染对应图层的对象。

(三).关键原理

• 图层隔离：通过图层控制不同相机的渲染范围，避免重复绘制（如基础相机渲染场景，叠加相机仅渲染 UI）。
• 剔除优化：合理设置剔除遮罩可减少相机的渲染负担，提升性能。

通过以上步骤，可实现多相机输出的分层组合，例如在场景上方叠加 UI 元素、特效或分屏视角。

 (四).多相机案例

• 分屏显示：在多人游戏或需要同时展示不同视角的场景中，可使用多相机实现分屏效果。如在赛车游戏中，一个相机用于渲染主驾驶视角，另一个相机渲染车尾视角，方便玩家观察后方情况；在多人合作射击游戏里，不同相机分别对应不同玩家视角，每个玩家都能在自己的屏幕区域看到独立画面，同时进行游戏。
• UI 与场景分离渲染：将 UI 元素和游戏场景分开渲染，使 UI 显示更清晰稳定，避免受到场景渲染变化的影响。如在角色扮演游戏中，主相机负责渲染游戏世界中的角色、地形、怪物等场景元素，UI 相机专门渲染血条、背包栏、技能栏等 UI 元素。由于 UI 相机只关注 UI 层，可针对性地进行优化，如调整分辨率、抗锯齿等，提升 UI 的视觉效果。
• 驾驶舱效果模拟：通过多个相机模拟驾驶舱内的不同视角，增强游戏的沉浸感和真实感。以飞行模拟游戏为例，一个相机作为基础相机，渲染外部的天空、云层、地面等环境；一个或多个覆盖相机用于渲染驾驶舱内部的仪表盘、操纵杆、座椅等细节。每个相机可设置不同的参数和后期处理效果，如驾驶舱相机添加色彩校正，模拟玻璃的色调，让玩家感觉仿佛置身于真实的驾驶舱中。
• 小地图与主场景同步：在大型游戏场景中，常需要小地图来辅助玩家了解自己的位置和场景全貌。主相机渲染玩家当前视角的游戏主场景，小地图相机以俯瞰或特定视角渲染整个地图区域，只包含关键的地形、建筑、玩家位置等信息。小地图相机的 Culling Mask 可设置为只渲染特定的地图元素层，通过调整其投影方式和视野范围，使小地图能清晰展示场景结构，同时与主场景的视角和位置信息实时同步，帮助玩家更好地导航。
• 多重视角特效叠加：利用多相机为不同视角添加独特的特效，创造出丰富的视觉效果。如在魔幻题材游戏中，主相机渲染正常的游戏场景，当玩家进入特定区域或触发特定事件时，开启一个或多个辅助相机。这些辅助相机可以添加扭曲、模糊、色彩变换等特效，用来模拟魔法领域的特殊视觉效果，或通过添加暗角、色彩校正等效果，营造出紧张、神秘的氛围。

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