在Unity中实现多屏输出

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最近同事在项目中遇到一个需求，要求将在两个显示器上显示同一个摄像机的内容，其实最简单的办法，就是在显示器设置中，将复制主屏的画面，对于更多的屏幕的输出，可以采用分屏器等硬件设备来实现，但是如果想对一个屏幕输出结果做一些处理，这种方法就么有办法解决了，实现的办法有很多种，本文主要介绍一种基于 RenderTexture 的方法。

实现思路

在了解需求的最开始，本来想通过两个 Camera 来分别对应两个显示器的输出，这种方法虽然能够解决问题，但是最大的缺点是，将会渲染两遍场景内物体，为了优化这一点，需要利用 RenderTexture 来实现，具体的实现思路如下：

  1. 创建两个Camera，Camera_01 输出到 Display 1,Camera_02 输出到 Display_02;
  2. 为了避免 Display_02 重复渲染两遍，将其 CullMask 设置为 Nothing；
  3. 在 Camera_01 上，通过 OnRenderImage 回调，将渲染结果存储到 RenderTexture;
  4. 在 Camera_02 上，读取上面存储的 RenderTexture，拷贝到后缓冲中；

具体实现

实现只有两部分，Camera_01 输出缓存，Camera_02 读取缓存并输出显示，先看Camera_01 实现缓存输出，代码如下：

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using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

/// <summary>
/// 主屏缓存输出，将Camera 的渲染结果，拷贝到
/// RenderTexture 中，提供外部进行使用
/// </summary>
[RequireComponent(typeof(Camera))]
public class DisplayOutput : MonoBehaviour
{
    private RenderTexture _renderTexture;

    public RenderTexture RenderTexture
    {
        get
        {
            return _renderTexture;
        }
    }

    private void OnRenderImage(RenderTexture source, RenderTexture destination)
    {
        if (_renderTexture == null)
        {
            _renderTexture = new RenderTexture(source.width,source.height,source.depth);
        }

        UnityEngine.Profiling.Profiler.BeginSample("Copy Render Texture");

        Graphics.Blit(source, _renderTexture);
        Graphics.Blit(source, destination);

        UnityEngine.Profiling.Profiler.EndSample();
    }
}

上面代码的主要功能就是将 Camera 的渲染结果拷贝到一个 RenderTexture 进行缓存，并将结果输出到当先屏幕，这里有一点需要注意，Graphic.Blit(source,destination) 必须在 Graphic.Blit(source,_renderTexture) 之后进行调用，否则编辑器会报警告： OnRenderImage() possibly didn't write anything to the destination texture ，这并不是 Unity 的 Bug，而就这样的设计的，用户手册中给出的解释如下：

When OnRenderImage finishes, Unity expects that the destination render texture is the active render target. Generally, a Graphics.Blit or manual rendering into the destination texture should be the last rendering operation.

好了，接着说上面的实现，在 RenderTexture 创建完成之后，就需要在 Camera_02 上输出显示，具体的代码如下：

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using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(Camera))]
public class RenderTextureReceiver : MonoBehaviour
{
    public DisplayOutput input;

    private bool init;

    private void OnRenderImage(RenderTexture source, RenderTexture destination)
    {

        if (input == null || input.RenderTexture == null)
        {
            Graphics.Blit(source, destination);
        }
        else
        {
            if (!init)
            {
                Camera srcCamera = input.GetComponent<Camera>();
                Camera tarCamera = GetComponent<Camera>();

                int display = tarCamera.targetDisplay;

                tarCamera.CopyFrom(srcCamera);
                tarCamera.cullingMask = 0;
                tarCamera.clearFlags = CameraClearFlags.SolidColor;
                tarCamera.targetDisplay = display;

                init = true;
            }

            UnityEngine.Profiling.Profiler.BeginSample("Set Render Texture");

            Graphics.Blit(input.RenderTexture, destination);

            UnityEngine.Profiling.Profiler.EndSample();
        }
    }
}

总结

经过简单测试，这种方法的 CPU 实现占用低于 1ms（测试结果根硬件有很大差别，我的测试环境是 3.2GHZ i5 处理器，显卡是 AMD Radeon R9 M380），但是在其他硬件上相差应该不会太大。

这种方式的优点如下：

  • 实现简单高效；
  • 其额外性能开销，与场景的复杂度无关；

缺点是只能显示与主屏相同的结果，或者进行一些图像后处理，比如夜视、颜色调整等等，没有办法针对场景内单独的物体进行渲染调整。