Unity 場景優(yōu)化LOD 技術(shù)

LOD技術(shù)在Unity場景優(yōu)化中的作用LOD（LevelOfDetail）技術(shù)，也稱為層次細節(jié)技術(shù)，是在實時渲染顯示系統(tǒng)中采取的細節(jié)省略技術(shù)，此技術(shù)于1976年由Clark提出。在由多層次結(jié)構(gòu)物體組成的場景當中，其模型之間的區(qū)別在于細節(jié)的描述程度，細節(jié)越豐富，在實時渲染過程中就會消耗更多的系統(tǒng)資源，顯示速度就越慢。同時，在游戲角色或虛擬人物（后稱“視點”）運動的過程中，物體在屏幕上的顯示大小會發(fā)生變化。物體占屏幕面積越小，其細節(jié)表現(xiàn)越差。不同細節(jié)的LOD模型隨視點移動的變化LOD技術(shù)就是利用這一特點，在不影響畫面視覺效果的前提下，通過逐次簡化場景中物體的細節(jié)來減少其復雜性，從而提高渲染速度。該技術(shù)通常對每個原始物體模型建立幾個不同復雜程度的幾何模型，與原模型相比復雜度依次降低且均保留一定層次的細節(jié)。在渲染時根據(jù)視點距該物體的距離（或該物體在顯示時所占屏幕面積的大?。?，選擇適當層次細節(jié)的幾何模型來顯示。如上圖所示，LOD0至LOD2模型即為物體的原始模型和與其具有不同復雜程度的幾何模型，它們的細節(jié)層次逐漸減少。當視點位置移動到不同LOD范圍時，場景中顯示對應(yīng)的LOD模型。Unity中的LOD技術(shù)使用Unity開發(fā)的產(chǎn)品，多為實時三維游戲或虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，這樣的產(chǎn)品在運行的過程中需要硬件進行實時渲染，加之其產(chǎn)品可以發(fā)布到移動終端和智能手機平臺，故需要對產(chǎn)品場景進行大量的優(yōu)化，以滿足其運行速度。Unity具有高度優(yōu)化的圖形渲染管道，內(nèi)嵌了Mecanim動畫系統(tǒng)、Shuriken粒子系統(tǒng)、NavigationMesh尋路系統(tǒng)、AutodeskBeast烘焙工具、Umbra遮擋剔除工具、NVIDIAPhysX物理引擎等。其中LOD技術(shù)在Unity中以LODGroup組件的形式被使用。如下圖所示。在該組件中，開發(fā)者可以將不同層次細節(jié)的物體模型分別添加到LOD：0至LOD：7中。其中，LOD：0在視點最近距離觀看時進行顯示，一般添加層次細節(jié)豐富的原始模型，后面的各個LOD依次添加與原始模型外觀相同但細節(jié)層次逐次降低的模型。最后的“Culled”表示該模型在場景中消失，一般這種情況出現(xiàn)在視點離物體非常遠的情況。Recalculat亡：Ddunds'LightmapScale面數(shù)不同的3個模型原始模型完成向LOD組件中的導入PendferjlidhtfridHi?nAfFlkLllAtW!LQBLDD；30%Recalculat亡：Ddunds'LightmapScale面數(shù)不同的3個模型原始模型完成向LOD組件中的導入PendferjlidhtfridHi?nAfFlkLllAtW!LQBLDD；30%inmfii』1/LODGroupLOD：aLOD：1LOD;ZGulledLOCSb30^2%31%iLODBifiisof1.0DactiveRend電廣色忙s\Unity中使用LOD技術(shù)進行場景優(yōu)化的實現(xiàn)場景模型的建立Unity在開發(fā)三維游戲或虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)時，其場景中的模型一般需要使用第三方專業(yè)三維模型制作軟件進行創(chuàng)建。3DSMAX由于其操作簡便、制作效率高、導出的.FBX格式可被Unity完美導入等特點，成為Unity開發(fā)領(lǐng)域使用非常廣泛的三維模型制作軟件。Unity開發(fā)的產(chǎn)品，在運行過程中需要使用CPU或GPU進行實時渲染，場景中物體模型的復雜程度直接關(guān)系產(chǎn)品運行的效率，而模型的復雜程度又是由模型的面數(shù)來決定的。所以，三維場景中模型面數(shù)的多少直接關(guān)系到系統(tǒng)運行的效率，因此要盡量降低模型的面數(shù)，以達到系統(tǒng)流暢運行的目的。在Unity中使用LOD技術(shù)進行場景優(yōu)化，需要制作多個層次細節(jié)即模型面數(shù)逐漸降低的多個模型，具體的個數(shù)由開發(fā)人員在LODGroup組件中設(shè)定的渲染器框（標明LOD編號和區(qū)域百分比的矩形框）的個數(shù)決定。如上圖中的LODGroup組件中包含LOD：0至LOD：2,3個渲染器框，故需要制作三個不同面數(shù)的模型。LODGroup組件與模型的添加首先，使用CreateEmpty命令在場景中創(chuàng)建一個空物體，然后為其添加LODGroup組件。若要在場景中使用LOD來控制不同模型隨視點遠近的更換，需要為LODGroup組件中的LOD添加不同面數(shù)的模型。具體方法為使用鼠標選中所要添加模型的渲染器框（寫有LOD：X和百分數(shù)的矩形框），然后點擊下方Renderer（渲染器）選項中的Add（添加）按鈕，將會打開selectRenderer（選擇渲染器）對話框，雙擊要選擇的模型即可完成添加。為完成模型添加后的LODGroup組件。需要注意的是，添加到LOD中的模型必須為添加LODGroup組件的空物體的子物體。LOD范圍的調(diào)整渲染器框中的百分數(shù)，表示該LOD的范圍，當視點進入該范圍內(nèi)，則顯示對應(yīng)的模型。將視點從遠端到模型所在位置的距離設(shè)為0%至100%。當完成這一距離的2%以下時，該模型不顯示；當完成這一距離的3%至9%時，以LOD：2顯示；依此類推。開發(fā)者可以通過使用鼠標拖動兩個渲染器框之間的邊界來調(diào)整LOD的范圍。將范圍調(diào)整好后，即完成了LODGroup的設(shè)置，Unity就會按照此設(shè)置來檢查視點所在的LOD區(qū)域，并進行相應(yīng)的模型顯示。LOD作為場景優(yōu)化的重要技術(shù)之一，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，被大多數(shù)的游戲開發(fā)引擎和虛擬現(xiàn)實開發(fā)引擎所支持。