Unity 截取3D图像 与 画中画PIP的实现

1 前言

在Unity中要得到某些3D游戏对象的截图，是比较容易的，本文来讨论一下。

实现的核心方案，是新建一个Camera，Camera指向目标对象。Camera有个参数是TargetTexture，叫目标渲染纹理，提取该纹理的像素，生成图片。

来看一下Camera的属性：

一般情况下，摄像机直接渲染到屏幕，即，当 targetTexture 为 null 时，摄像机渲染到屏幕。但如果创建一个 RenderTexture 对象， 在摄像机上将其设置为 targetTexture，则摄像机就会渲染到 该纹理。当渲染到纹理时，摄像机始终渲染到整个纹理中。 这有一种离屏渲染FBO的味道了^^

再补充一下RenderTexture的知识。RenderTexture即，渲染纹理，是指可对其进行动态渲染的纹理。

它们可用于实现基于图像的渲染特效、动态阴影、 投影器、反射或监视摄像机。
渲染纹理的一个典型用法是将其设置为 摄像机的“目标纹理”属性 (Camera.targetTexture)，这将使摄像机渲染到纹理， 而不是渲染到屏幕。

2 具体实现

背景：有如下一个简单的3D世界，包括一个Cube正方体，一个Plane 绿色平板，一个Plane白色平板。
目标：把Cube和绿色平板一起截取下来。

2.1 新建离屏渲染Camera

新建一个Camera，视锥Projection设置为正交投影Orthographic，位置放在3D对象的后方，使其可以照射到目标游戏对象，具体如下：

选中Camera对象，会有个小窗口，如图中的箭头，可以看到Camera所得到的实际视图，方便你的调试位置，大小。

如果要调整Camera的视锥范围，可以修改参数中的Size。

接下来，就可以写代码，去截图了。

2.2 代码实现

具体如下：

using Assets.Scripts;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Get3DImage : MonoBehaviour
{
    
    
    private RenderTexture shortcutRenderTexture;
    private Camera cutImageCamera;
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
    
    
        cutImageCamera = GameObject.Find("CutImageCamera").GetComponent<Camera>();
        init();
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
    
    
        
    }

    private void init()
    {
    
    
        shortcutRenderTexture = RenderTexture.GetTemporary(600, 600, 16, RenderTextureFormat.Default, RenderTextureReadWrite.Linear);
        shortcutRenderTexture.enableRandomWrite = true;
        cutImageCamera.targetTexture = shortcutRenderTexture;
    }

    public void StartCutImage()
    {
    
    
        // Create a new Texture2D and read the RenderTexture image into it
        RenderTexture.active = shortcutRenderTexture;
        Texture2D drawTexture2D = new Texture2D(shortcutRenderTexture.width, shortcutRenderTexture.height, TextureFormat.RGB24, false);
        drawTexture2D.ReadPixels(new Rect(0, 0, shortcutRenderTexture.width, shortcutRenderTexture.height), 0, 0);
        drawTexture2D.Apply();

        TextureUtils.saveTextureToFile(drawTexture2D, "SaveShortcut");
    }

    private void OnDestroy()
    {
    
    
        RenderTexture.ReleaseTemporary(shortcutRenderTexture);
    }
}

核心代码

RenderTexture.active = shortcutRenderTexture;

上面的核心代码，表示设置当前的激活态的RenderTexture为 Camera所指向的RenderTexture（同样游戏场景中可能有多个RenderTexture）。此时可以新建一个Texture2D，调用ReadPixels，即会读取激活态的RenderTexture的内容。

接下来就简单了，把Texture2D保存即可。代码如下：

using System.IO;
using UnityEngine;

namespace Assets.Scripts
{
    
    
    class TextureUtils
    {
    
    
        public static Texture2D DeCompress(Texture2D source)
        {
    
    
            RenderTexture renderTex = RenderTexture.GetTemporary(
                        source.width,
                        source.height,
                        0,
                        RenderTextureFormat.Default,
                        RenderTextureReadWrite.Linear);

            Graphics.Blit(source, renderTex);
            RenderTexture previous = RenderTexture.active;
            RenderTexture.active = renderTex;
            Texture2D readableText = new Texture2D(source.width, source.height);
            readableText.ReadPixels(new Rect(0, 0, renderTex.width, renderTex.height), 0, 0);
            readableText.Apply();
            RenderTexture.active = previous;
            RenderTexture.ReleaseTemporary(renderTex);
            return readableText;
        }


        public static string saveTextureToFile(Texture2D texture, string fileName)
        {
    
    
            if (texture == null)
            {
    
    
                return "";
            }

            byte[] bytes = TextureUtils.DeCompress(texture).EncodeToPNG();
            string filename = Application.persistentDataPath + "/" + fileName + ".png";
            Debug.Log("DrawManager::saveTextureToFile = " + filename);
            File.WriteAllBytes(filename, bytes);
            return filename;
        }

    }
}

3 用RenderTexture实现画中画

本文使用到了RenderTexture，且是代码动态创建的。我们也可以在菜单中创建，甚至还可以做一个画中画PIP的功能，比较有意思，顺着思路，我们来聊一下画中画的实现。

3.1 建RenderTexture

在Assets目录下，右键，Create – RenderTexture，新建一个渲染纹理。
然后，把Size参数设置为和屏幕宽高一样，例如1920x1080.

3.2 建材质

接着，右键，Create – Material，新建一个材质。Shader选为Unlit/Texture。然后，如下右边箭头，把材质所使用的纹理，选择为上面新建的RenderTexture。

有了材质，就可以用在游戏场景中了！

3.3 建Image作为PIP窗口

新建一个2D Image，然后把Image的材质，设置为3.2所建的材质。

好了，运行起来，效果如下：

最后，上代码：
TestGet3DImage