【URP】[投影Projector]解析与应用
Unity中的投影系统主要包括传统Projector组件和URP Decal Projector两种实现方式。【从UnityURP开始探索游戏渲染】专栏-直达
发展历史与技术演进
[*]传统Projector组件：Unity早期内置的通用投影系统，通过摄像机空间矩阵计算实现材质投影，但存在性能开销大、与URP管线兼容性差的问题
[*]URP Decal Projector：自URP 12(Unity 2021)引入的专用贴花系统，采用延迟渲染路径和屏幕空间计算，性能优化显著
核心实现原理
传统Projector：
[*]继承自Behaviour的UnityEngine.Projector类实现
[*]基于视锥体裁剪和投影矩阵变换
[*]通过MaterialPropertyBlock动态修改着色器参数
URP Decal Projector：
[*]使用DecalRendererFeature扩展URP管线
[*]采用Deferred Decals技术，在GBuffer阶段后处理
[*]通过DecalProjector组件管理投影参数
[*]Projector组件的工作只是检测了所有范围内的模型，并传递了投影空间矩阵。
[*]投影着色器，用这个投影矩阵，左乘齐次裁剪空间的点，得到的坐标作为uv坐标传递给片元着色器。
[*]片元着色器中使用tex2Dproj(_MainTex, i.texc)获取实际纹理。这里的tex2Dproj实际上是将 $i.texc = i.texc/i.texc.w$ 透视除法
[*]tex2D(_MainTex, i.texc) 获取纹理文素
实际应用对比
传统Projector示例：
csharp
// 动态调整投影参数
Projector proj = GetComponent<Projector>();
proj.nearClipPlane = 0.5f;
proj.material.SetFloat("_Falloff", 0.8f);URP Decal Projector工作流：
[*]创建Decal Material：使用Shader Graphs/Decal着色器
[*]配置Decal Projector：调整Size/Depth等参数
[*]通过脚本动态生成：
csharp
// 在碰撞点生成弹孔
DecalProjector CreateBulletHole(Vector3 position) {
GameObject decal = Instantiate(decalPrefab, position, Quaternion.LookRotation(-hit.normal));
return decal.GetComponent<DecalProjector>();实践
典型应用场景：
URP Decal Projector基础配置
[*]环境准备：
[*]创建URP Asset并配置到Graphics Settings
[*]通过Package Manager安装Universal RP 12.1.6+版本
[*]核心组件添加：
csharp
// 添加Decal Renderer Feature
var renderer = URP资产中的Renderer数据;
renderer.AddFeature(new DecalRendererFeature());环境细节：墙面涂鸦、地面污渍（URP Decal）
[*]墙面涂鸦实现：
[*]创建Decal Material：使用Shader Graphs/Decal着色器，配置Albedo贴图为涂鸦图案
[*]调整Projector参数：Size=(2,2,0.5), Fade Factor=0.8
[*]层过滤：设置Affected Layers仅包含Wall层
[*]地面污渍效果：
[*]材质配置：混合Albedo(污渍贴图)和Normal Map(凹凸细节)
[*]投影参数：Depth=0.3, Angle Fade=(0.8,1.0)
[*]动态生成代码：
csharp
void CreateMudDecal(Vector3 position) {
var decal = Instantiate(decalPrefab);
decal.transform.position = position + Vector3.up*0.1f;
decal.GetComponent<DecalProjector>().size =
new Vector3(Random.Range(0.5f,1.5f), 0.2f, Random.Range(0.5f,1.5f));
}
动态效果：弹孔、血迹（两种方案均可）
[*]弹孔效果高级实现：
[*]预制体配置：包含Decal Projector和Particle System
[*]命中点生成逻辑：
csharp
void CreateBulletHole(RaycastHit hit) {
var decal = Instantiate(bulletHolePrefab,
hit.point + hit.normal*0.01f,
Quaternion.LookRotation(-hit.normal));
decal.transform.Rotate(Vector3.forward, Random.Range(0,360));
Destroy(decal, 10f);// 10秒后自动消失
}
[*]血迹效果优化方案：
[*]材质混合：使用Multiply混合模式增强真实感
[*]动态渐隐控制：
csharp
IEnumerator FadeDecal(DecalProjector decal, float duration) {
float startTime = Time.time;
while(Time.time < startTime + duration) {
float t = (Time.time - startTime) / duration;
decal.fadeFactor = Mathf.Lerp(1, 0, t);
yield return null;
}
Destroy(decal.gameObject);
}
[*]特殊光照：投影阴影（传统Projector）
性能优化：
[*]传统Projector：限制影响范围，使用简单材质
[*]URP Decal：
[*]启用Layer Mask过滤，控制Fade Distance
[*]批处理设置：对静态Decal启用Batching
[*]视锥体裁剪：调整Projector的Far Clip Plane避免过度绘制
[*]动态控制：非可见区域暂停Decal更新
[*]材质复用：相同类型效果共享材质实例
[*]实际项目建议采用分层管理系统，对不同类型Decal进行分类管理，例如：
[*]永久性Decal（涂鸦）：使用单独Layer并启用Occlusion Culling
[*]临时性Decal（弹孔）：使用对象池技术减少实例化开销
[*]环境Decal（污渍）：烘焙到Lightmap中减少运行时消耗
参数配置要点：
[*]投影角度：通过旋转控制投影方向
[*]衰减控制：使用Falloff参数平滑边缘
[*]混合模式：Alpha Blend/Multiply选择
当前URP项目推荐优先使用Decal Projector系统，其性能表现和视觉效果更优，特别是在需要大量动态贴花的场景中。传统Projector仍适用于需要实时阴影投影等特殊需求场景.
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