Unity Camera详解

一、摄像机基本概念

Unity中的摄像机是游戏中非常重要的元素之一，用来控制场景中的视角和展现方式。它主要有以下几个属性：

1、位置（Position）：摄像机的位置坐标点。

2、方向（Rotation）：摄像机的朝向，可以控制观察的目标。

3、背景（Background）：摄像机看到的背景，可以是一张图片，也可以是颜色值。

4、尺寸（Size）：摄像机的视野大小，影响到可视化的区域大小和清晰度。

5、近裁剪面（Near Clipping Plane）和远裁剪面（Far Clipping Plane）：控制可视化的深度区间。

void Update()
{
    transform.position = target.transform.position - (transform.rotation * Vector3.forward * distance);
    transform.LookAt(target.transform);
}

二、摄像机控制

Unity中的摄像机控制可以通过代码或控制组件来实现。控制方式有多种，可以是鼠标/手指的滑动、旋转等，也可以是键盘的按键操作。

1、通过键盘移动摄像机：

void Update()
{
    float h = Input.GetAxis("Horizontal");
    float v = Input.GetAxis("Vertical");

    transform.Translate(new Vector3(h, v, 0) * Time.deltaTime * speed);
}

2、通过鼠标滚轮缩放视场：

void Update()
{
    float zoom = Input.GetAxis("Mouse ScrollWheel");
    Camera.main.orthographicSize += zoom * sensitivity;
}

3、通过鼠标旋转控制视野：

void LateUpdate()
{
    if (Input.GetMouseButton(0))
    {
        float horizontal = Input.GetAxis("Mouse X") * rotateSpeed;
        float vertical = Input.GetAxis("Mouse Y") * rotateSpeed;

        transform.Rotate(Vector3.up, horizontal, Space.World);
        transform.Rotate(Vector3.right, -vertical, Space.Self);
    }
}

三、多摄像机控制

在Unity中，同时存在多个摄像机，可以用来实现复杂的镜头切换、画面切换、分屏等场景。不同的摄像机需要设置不同的深度值来控制优先级。

1、设置摄像机深度值：

void Start()
{
    Camera.main.depth = 0;
    Camera[] cams = FindObjectsOfType();

    for (int i = 0; i < cams.Length; i++)
    {
        if (cams[i].depth <= Camera.main.depth) continue;
        cams[i].depth = Camera.main.depth + 1f;
    }
}

2、切换摄像机画面：

public Camera mainCamera;
public Camera secondCamera;

void Update()
{
    if (Input.GetKey(KeyCode.Tab))
    {
        mainCamera.enabled = !mainCamera.enabled;
        secondCamera.enabled = !secondCamera.enabled;
    }
}

四、后期处理

Unity提供了许多用于后期处理的效果，例如景深、泛光、SSAO、色彩校正等。使得画面更具有视觉吸引力，更加逼真。

1、添加后期处理效果：

void Start()
{
    GetComponent().profile.TryGetSettings(out bloom);
    GetComponent().profile.TryGetSettings(out chromatic);
    GetComponent().profile.TryGetSettings(out depth);
}

void Update()
{
    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.B))
    {
        bloom.enabled.value = !bloom.enabled.value;
    }
    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.C))
    {
        chromatic.enabled.value = !chromatic.enabled.value;
    }
    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.D))
    {
        depth.enabled.value = !depth.enabled.value;
    }
}

2、自定义Shader实现后期处理效果：

Shader "Custom/Outline" 
{
    Properties 
    {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    }

    SubShader 
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }

        Pass 
        {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag

            sampler2D _MainTex;
            float4 _Color;

            struct appdata 
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f 
            {
                float2 uv : TEXCOORD0;
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            v2f vert (appdata v) 
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.uv = v.uv;
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target 
            {
                fixed4 tex = tex2D(_MainTex, i.uv);
                return _Color * tex;
            }
            ENDCG
        }
    }

    FallBack "Diffuse"
}

五、摄像机优化

在游戏中，摄像机的性能占据了重要的一部分。因此，需要通过优化摄像机来降低游戏的性能消耗。

1、使用静态Batching：

GameObject[] objs=FindObjectsOfType();
foreach(GameObject obj in objs)
{
    if(obj.isStatic)
    {
        StaticBatchingUtility.Combine(obj.gameObject);
    }
}

2、开启Frustum Culling：

Camera.main.layerCullSpherical = true;

3、使用遮挡剔除（Occlusion Culling）：

OcclusionCulling.enabled = true;

六、小结

Unity中的摄像机是游戏开发中非常重要的元素，对一款游戏的体验和性能有着重要的影响。了解摄像机的基本概念和控制方式，以及如何通过优化来提高性能，是每个游戏开发者需要了解和掌握的技能。