【從UnityURP開始探索遊戲渲染】專欄-直達
Panini Projection是Unity URP後處理中的一種圓柱形投影效果，主要用於大場景中保持透視視圖的直線特性。它通過特殊的幾何變換使垂直直線和穿過圖像中心的放射線保持筆直，從而解決廣角鏡頭產生的畸變問題。
核心特性與用途
- 視覺矯正：在建築可視化或全景拍攝中修正廣角畸變，保持垂直線條筆直
- 藝術表現：可創造類似魚眼鏡頭的誇張透視效果，但比標準圓柱投影更自然
- 場景適配：特別適用於需要展示廣闊空間但不想產生桶形畸變的場景
發展歷史
該技術源自18世紀意大利畫家Panini的透視畫法，後由PanoTools項目實現數字化算法。Unity在2019年URP管線中首次引入該效果作為體積後處理組件。
原理
Panini Projection 是 Unity URP/HDRP 後處理系統中的一種圓柱形投影變換技術，其核心原理是通過數學變換修正廣角鏡頭產生的透視畸變。以下從技術實現到應用場景的完整解析：
數學原理
採用非線性的座標變換公式：
$r=\sqrt{x+y}$
$x'=x \cdot \frac {sin(r/D)}{r/D}$
$y'=y \cdot \frac {sin(r/D)}{r/D}$
其中：
- (x,y) 為原始屏幕座標
- D 為 Distance 參數控制畸變強度
- r 表示像素到畫面中心的距離
實現流程
- 座標歸一化：將屏幕座標轉換為[-1,1]範圍
- 徑向計算：計算當前像素到畫面中心的距離r
- 正弦變換：應用公式進行非線性座標偏移
- 邊緣處理：當Crop to Fit啓用時，裁剪超出屏幕範圍的畸變區域
URP 實現示例
csharp
// 在URP後處理Shader中的核心代碼片段
float2 PaniniProjection(float2 uv, float distance) {
float2 center = uv * 2.0 - 1.0;// 歸一化到[-1,1]
float r = length(center);
float distortion = (r > 0.001) ? sin(r * distance) / (r * distance) : 1.0;
return (center * distortion + 1.0) * 0.5;// 還原到[0,1]
}參數作用機制
| 參數 | 數學影響 | 視覺表現 |
|---|---|---|
| Distance | 控制sin函數的輸入幅度 | 值越大邊緣拉伸越明顯 |
| Crop to Fit | 限制輸出座標在[0,1]範圍 | 自動切除畫面黑邊 |
典型應用場景：
- 建築可視化：Distance=0.3-0.5 保持垂直線條筆直
- 藝術風格化：Distance=1.2-1.5 創造魚眼鏡頭效果
- 全景圖展示：配合Crop to Fit=0.8 實現無黑邊展示
該技術通過體積框架(Volume Framework)集成到URP管線中，在Post-processing階段完成座標空間變換。實際開發時建議通過AnimationCurve動態調節Distance參數實現鏡頭過渡效果。
參數説明
| 參數 | 類型 | 作用 | 典型值 |
|---|---|---|---|
| Distance | float(0-1) | 控制投影強度，0為正常透視 | 0.5-0.8 |
| Crop To Fit | bool | 自動裁剪空白區域 | true |
實現流程
- 創建Volume對象：GameObject > Volume
- 新建Profile：Inspector中Create New Profile
- 添加效果：Add Override > Panini Projection
-
調整參數：
- Distance: 0.65
- Crop To Fit: 啓用
應用示例
建築展示場景：
- 創建URP項目並導入Post-Processing包
- 主相機添加Volume組件
- 配置Panini參數Distance=0.7，保持建築垂直線條筆直
- 配合Vignette效果增強視覺焦點
全景圖查看器：
- 使用360°全景材質
- 啓用Panini並設置Distance=0.85
- 添加Lens Distortion增強沉浸感
該效果需配合URP 12.0+版本使用，在移動端需注意性能消耗。實際開發中建議通過腳本動態調整Distance參數實現鏡頭過渡效果
【從UnityURP開始探索遊戲渲染】專欄-直達
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