Unity将粒子光效导出成png序列帧

这个功能并不是很实用，不过美术同学有这样的需求，那么就花了一点时间研究了下。

我们没有使用Unity的引擎，但是做特效的同学找了一批Unity的粒子特效，希望导出成png序列帧的形式，然后我们的游戏来使用。这个就相当于拿Unity做了特效编辑器的工作。这个并不是很“邪门”，因为用幻影粒子，或者3dmax，差不多也是这个思路，只不过那些软件提供了正规的导出功能，而Unity则没有。

先上代码

using UnityEngine;
using UnityEditor;
using System;
using System.IO;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;public class ParticleExporter : MonoBehaviour
{// Default folder name where you want the animations to be outputpublic string folder = "PNG_Animations";// Framerate at which you want to play the animationpublic int frameRate = 25;                  // export frame rate 导出帧率，设置Time.captureFramerate会忽略真实时间，直接使用此帧率public float frameCount = 100;              // export frame count 导出帧的数目，100帧则相当于导出5秒钟的光效时间。由于导出每一帧的时间很长，所以导出时间会远远长于直观的光效播放时间public int screenWidth = 960;               // not use 暂时没用，希望可以直接设置屏幕的大小（即光效画布的大小）public int screenHeight = 640;public Vector3 cameraPosition = Vector3.zero;public Vector3 cameraRotation = Vector3.zero;private string realFolder = ""; // real folder where the output files will beprivate float originaltimescaleTime; // track the original time scale so we can freeze the animation between framesprivate float currentTime = 0;private bool over = false;private int currentIndex = 0;private Camera exportCamera;    // camera for export 导出光效的摄像机，使用RenderTexturepublic void Start(){// set frame rateTime.captureFramerate = frameRate;// Create a folder that doesn't exist yet. Append number if necessary.realFolder = Path.Combine(folder, name);// Create the folderif (!Directory.Exists(realFolder)) {Directory.CreateDirectory(realFolder);}originaltimescaleTime = Time.timeScale;GameObject goCamera = Camera.main.gameObject;if (cameraPosition != Vector3.zero) {goCamera.transform.position = cameraPosition;}if (cameraRotation != Vector3.zero) {goCamera.transform.rotation = Quaternion.Euler(cameraRotation);}GameObject go = Instantiate(goCamera) as GameObject;exportCamera = go.GetComponent<Camera>();currentTime = 0;}void Update(){currentTime += Time.deltaTime;if (!over && currentIndex >= frameCount) {over = true;Cleanup();Debug.Log("Finish");return;}// 每帧截屏StartCoroutine(CaptureFrame());}void Cleanup(){DestroyImmediate(exportCamera);DestroyImmediate(gameObject);}IEnumerator CaptureFrame(){// Stop timeTime.timeScale = 0;// Yield to next frame and then start the rendering// this is important, otherwise will have erroryield return new WaitForEndOfFrame();string filename = String.Format("{0}/{1:D04}.png", realFolder, ++currentIndex);Debug.Log(filename);int width = Screen.width;int height = Screen.height;//Initialize and render texturesRenderTexture blackCamRenderTexture = new RenderTexture(width, height, 24, RenderTextureFormat.ARGB32);RenderTexture whiteCamRenderTexture = new RenderTexture(width, height, 24, RenderTextureFormat.ARGB32);exportCamera.targetTexture = blackCamRenderTexture;exportCamera.backgroundColor = Color.black;exportCamera.Render();RenderTexture.active = blackCamRenderTexture;Texture2D texb = GetTex2D();//Now do it for Alpha CameraexportCamera.targetTexture = whiteCamRenderTexture;exportCamera.backgroundColor = Color.white;exportCamera.Render();RenderTexture.active = whiteCamRenderTexture;Texture2D texw = GetTex2D();// If we have both textures then create final output textureif (texw && texb) {Texture2D outputtex = new Texture2D(width, height, TextureFormat.ARGB32, false);// we need to check alpha ourselves,because particle use additive shader// Create Alpha from the difference between black and white camera rendersfor (int y = 0; y < outputtex.height; ++y) { // each rowfor (int x = 0; x < outputtex.width; ++x) { // each columnfloat alpha;alpha = texw.GetPixel(x, y).r - texb.GetPixel(x, y).r;alpha = 1.0f - alpha;Color color;if (alpha == 0) {color = Color.clear;} else {color = texb.GetPixel(x, y);}color.a = alpha;outputtex.SetPixel(x, y, color);}}// Encode the resulting output texture to a byte array then write to the filebyte[] pngShot = outputtex.EncodeToPNG();File.WriteAllBytes(filename, pngShot);// cleanup, otherwise will memory leakpngShot = null;RenderTexture.active = null;DestroyImmediate(outputtex);outputtex = null;DestroyImmediate(blackCamRenderTexture);blackCamRenderTexture = null;DestroyImmediate(whiteCamRenderTexture);whiteCamRenderTexture = null;DestroyImmediate(texb);texb = null;DestroyImmediate(texw);texb = null;System.GC.Collect();// Reset the time scale, then move on to the next frame.Time.timeScale = originaltimescaleTime;}}// Get the texture from the screen, render all or only half of the cameraprivate Texture2D GetTex2D(){// Create a texture the size of the screen, RGB24 formatint width = Screen.width;int height = Screen.height;Texture2D tex = new Texture2D(width, height, TextureFormat.ARGB32, false);// Read screen contents into the texturetex.ReadPixels(new Rect(0, 0, width, height), 0, 0);tex.Apply();return tex;}
}

这里对几个关键的知识点来做说明：

1、整体思路是这样的，Unity中调整好摄像机，正常播放特效，然后每帧截屏，保存成我们需要的png序列帧。这个不仅仅是特效可以这么用，其实模型也可以。比如我们需要同屏显示几百上千人，或者是无关紧要的怪物、场景物件等等，就可以使用这个导出成2d的序列帧，可以大大提高效率，使一些不可能的情况变为可能。

2、关于时间和帧率的控制。由于截屏所需要的时间远远大于帧间隔，所以光效如果是播放1秒，则导出时间可能超过一分钟。Time.captureFrameRate可以设置帧率，设置后则忽略真实时间，光效、模型会按照帧率的时间来播放。这个接口恰好就是用在视频录制上的。

3、光效画布控制。这个暂时没有找到好的方法，由于是全屏幕截屏，所以Game窗口的大小就是光效画布的大小。

4、通过调整摄像机的位置、旋转，控制光效的显示信息。

5、截屏函数就是GetTex2D()。这里面最主要的是ReadPixels函数。需要注意，CaptureFrame函数必须要以协程的方式运行，因为里面有一句yield return new WaitForEndOfFrame();如果没有这一句，会报一个错误，大概意思就是ReadPixels不在DrawFrame里面运行。

6、截屏时间消耗很大，所以需要在截屏开始使用Time.timeScale=0暂停时间运行，截屏后再恢复

7、注意截屏操作完成后清理各种资源，并进行GC。否则内存很有可能就不够用了，截100帧图片，内存很有可能就两三G了。

8、截屏的时候使用了两个RenderTexture，分别绘制白底和黑底的图片，然后根据这两张图片计算出alpha。如果不是光效其实可以不这么麻烦，直接把Camera的backgroundColor中的alpha设置为0就可以了。但是光效使用了特殊的shader，比如Additive，这里涉及到alpha blend。绘制光效时如果也这样设置的话，导出的图片没有任何东西。所以必须要有实色背景。

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