Unity3D实现3D立体游戏原理及过程

Unity3D实现3D立体游戏原理及过程

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    下面的教程是我今天整理的资料，教大家一步步完成自己的3D立体游戏，并向大家介绍一些3D成像的原理。

    理论上，每个普通的非立体3d游戏，都可以改为3D立体游戏，看完这篇帖子，你们都可以把自己之前做过的3D游戏改为立体游戏，那效果。。。

   一直想尝试用unity做3D立体游戏,昨天终于入手了一台3D显示器,并成功模拟出3D信号,出现了3D效果:

    带上眼镜后的观看效果不错,个人感觉比一般的3D电影的立体效果还要强。

    第一步：了解偏振式3D成像原理

    偏振式3D成像是根据人眼成像原理发明的，人眼看到的景象呈现立体感，是由于双眼所观察到的景象有略微的差别，因为瞳距（两眼球之间的距离）导致观察的物体的角度不同。

    所谓偏振成像就是将两幅不同偏振态的图像送到双眼，每只眼睛只允许看到其中一幅，我们用unity制作3D游戏，其实就是制作这两幅图像。或者说模拟3D信号。

 

    第二步：了解现在的硬件技术能帮我们做什么，我们需要做什么

    在3D显示器出现之前，我们要做3D立体游戏，估计只能用两台投影仪来实现3D效果了，不过现在的3D液晶显示器大多都是集成好一键转3D功能，在这里这个转3D功能指的是自动识别左右半宽的信号（上下的就不考虑了，一般都是左右），并将其融合，转换为偏振的3D信号，并通过3D眼镜观看到3D效果。当然现在的3D显示器经常会宣传说一键2D转3D功能，这个功能不是我刚才说的融合，而是显示器根据2D影像自动给加上景深，生成左右两幅图像，其实是伪3D，试了一下，的确略微有些效果，不过效果真的不怎么样。。。我们这里还是做真的3D立体吧。

    知道了显示器能够帮我们自动融合左右图像后，我们就只需要模拟出左右半宽的图像就OK了

 

    第三步：如何用Unity3D模拟出3D信号

    这步才是我们要做的重点。要模拟出真实的3D立体影像，首先要知道人眼成像原理，上面第一步说了，因为我们有两只眼睛，并分开一定距离（大约150px），这样就出现了距离感。我们都知道unity中的摄像机是模拟人的眼睛的，一般我们在unity中观察场景都是创建一个摄像机，当然就没有立体感了，要模拟人的眼睛，就要创建两个摄像机（好吧，废话一大堆，其实我就是想说，请先创建两个摄像机。。。）。

    把场景本来存在的主相机删掉，把创建的两个摄像机放在同一平面，分开很小的距离，角度调成一样，注意不是往中间看，而是平视，人的双眼也都是平视向前的，这个和焦距是两个概念，别弄混了，类似于下面这样：

    至于相距多少，这个视环境而定，两个摄像机之间的距离类似于人眼之间的距离。我们用自带的第一人称控制器来解释这个距离。导入第一人称控制，把这两个摄像机拖到第一人称控制器的摄像机下，作为子物体，把第一人称控制自带的相机关掉（enabled=false），就是把camera组件对号去掉。把左右相机的位置改为这样：

    左相机：

    右相机：

    对于第一人称控制器的大小来说，这个0.06的距离够用了，为什么说是够用了，不是正好，是因为距离大点小点都是可以的，距离越大，景深越大，看起来更清晰，好像是距离拉近了，不过给人观看的感觉更累了，这个很好理解，人的眼睛距离变大，就相当于人变成了巨人，或者眼前的景象拉近，也就是你把手指从远处拉到眼前的感觉，当近到一定程度是，你要看你的手指就会很吃力，要不就重影~~再近，就是斗鸡眼了，斗鸡眼的感觉，你懂的。。。

    如果距离拉近的话，3D感会渐渐变弱，最近就是两个相机重合，重合后就没有立体感了。所以这个距离要根据你看的场景而定，对于自带的第一人称控制器，它的大小作为人的大小的话，它所存在的场景比例就是固定的，此时的瞳距根据你想要的效果而定，具体可以在显示器上测试。

    当两个摄像机的距离固定后，怎么把影像分开呢？因为我们用3d显示器来融合，就不需要考虑unity的融合图像部分，只需要把两个相机的影像分为左右半宽同时输出即可。要达到这样的效果，用RenderTexture是个很好的解决方案，我们新建两个RenderTexture，分别用来显示左右两个相机的视野：

    把新建的两个RenderTexture放到plane上，并排放到一起，并新建一个垂直摄像机来单独显示这两个RenderTexture，这个摄像机也是我们最后看到的画面所使用的相机。所以它的depth要设置的高一点。

    关于RenderTexture，我们需要稍微调整一下，size改为2048*1024，注意不要改为2048*2048，即使这样会更加清晰，但是会出现显示不全的情况。注意，此时这两个plane的scale大小只有设为2:1的比例才不会出现图像变形，也就是说plane的大小要和RenderTexture的比例一样才会显示正常比例内容，但是我们需要的并不是正常比例，只要融合后是正常比例既可，显示器的融合功能是将左右部分先放大到整个屏幕，再进行偏振融合，所以我们要的3d信号是压缩一半之后的两个影像，所以降2:1的比例压缩后就成了1:1.也就是plane的大小还是1:1的方形，这样在融合后才不会出现比例失真的情况。

    大多数的3D显示器的屏幕比例都是1920*1080，也就是16:9,现在的3D视频分辨率大多也是这个比例,这样在全屏的时候就不会变形或者出现黑边,我们玩游戏全屏不失真的话,也要按这个比例(16:9),当然不全屏的话也是看不了3D的,因为左右半宽的窗体无法融合,3D显示器也不认识这样的3D信号。

    再回到上面说的RenderTexture的大小（分辨率）问题上来，假如选择了2048*2048，而game窗口比例又是16:9,unity的RenderTexture为了显示1:1的比例,就把摄像机中间部分显示出来,两侧内容裁减掉了,造成视野缺失,所以要选择size为2048*1024,不过这样又出新的问题,Game窗口是16:9,也就是摄像机视野比例是16:9,比2048*1024,也就是2:1的比例要小,造成RenderTexture两侧多显示了一部分,这部分是左右相机视野中没有的部分,必须要去掉的。去掉的方法其实很简单，通过更改材质的UV值即可，也就是让这两个RenderTexture，显示的影像往中间偏移，偏移的量，通过计算可以算出为0.05555…，我们改变UV偏移:

    由于我们的摄像机视野时16:9，所以附有RenderTexture的plane的两侧内容并不在我们的视野内，这样主相机的显示影像只有左右相机的视野影像，不会有其他的内容.

    到这里,我们在unity中要做的3D方面的操作已经差不多了,剩下的内容就是我们做普通游戏的流程,只要把我们曾经用的相机改为上面做的两个相机即可,我们可以把这两个相机连它们的父物体导出一个预制体,看向RenderTexture主相机和两个附有RenderTexture的plane导出另一个预制体,这两个预制体导出包package,这个package包就是一个转3D立体游戏的插件了,要转化哪个游戏为立体游戏,就把这个包导入,把两个预制体拖进场景,把相机替换为左右两个相机,然后导出游戏就是3d立体游戏了。

    将导出的游戏（exe）打开，电脑要连好3D显示器，这样在选择比例的时候才有1920*1080, Windowed的对号去掉,保证是全屏,导出设置里面也有默认全屏,

    打开后,将显示器改为3D模式,3D显示器一般都有按键在下面或者侧面,有转换3D的功能键,打开后,带上眼镜就可以体验3D立体效果了!

    最终搞出来的效果：

    注:假如感觉立体效果不明显,就把两个相机的距离拉开一点.