Unity引擎中实现低GPU占用体素Voxel Water的技术方案咨询

基础逻辑框架 #

体素风格水体不需要写实水的复杂光线追踪、焦散等计算，优先采用顶点动画驱动的 procedural shader 实现，GPU 占用可以稳定控制在 2% 以内，完全适配体素 RPG 的性能要求。

分步实现指引 #

1. 网格预处理优化 #

• 不要给每一个水块单独生成网格，按16*16的区块范围，合并同一水平面的相邻水块为单个四边形网格，大幅降低 Draw Call，合并后可开启静态批处理进一步优化性能
• 河流、瀑布这类有高度差的水体，单独按流向分段生成网格即可

2. Shader 核心功能实现（支持可视化 Shader Graph 操作，无需手写 HLSL 代码） #

• 基础波浪效果：叠加两层低频 Simplex 噪声采样，直接修改顶点 Y 轴偏移量，噪声频率设置为 0.1~0.3，振幅控制在 0.05~0.1 单位，刚好适配体素方块尺寸，不会出现和周围方块穿模的问题
• 边界泡沫效果：采样水体和相邻固体方块的高度差，高度差大于 0.1 的区域叠加白色噪声采样结果，透明度随波浪高度动态变化，不需要额外生成泡沫网格
• 玩家交互效果：在玩家触水时，向 Shader 传入以玩家碰撞点为中心的作用半径参数，在作用区域内叠加向下的凹陷顶点偏移，同时提升该区域泡沫透明度，即可实现玩家入水溅起水花的效果
• 多场景适配：给 Shader 暴露三个可调公共参数，切换场景时直接修改参数即可
  • WaveSpeed：海洋设为2，河流设为3，湖泊设为0.5
  • FoamIntensity：海洋设为0.8，河流设为1，湖泊设为0.3
  • WaterAlpha：海洋设为0.6，河流设为0.7，湖泊设为0.8

3. 额外性能优化点 #

• 所有噪声采样、顶点位移计算都放在顶点着色器中执行，不要放到片元着色器，降低单像素计算量
• 关闭水体的阴影投射、阴影接收功能，体素风格不需要水的实时光影表现
• 远距离水体开启 LOD 层级，取消波浪动画计算，只保留基础纯色渲染

低门槛落地方法 #

如果没有手写 Shader 的经验，可以直接用 URP 自带的 Simple Lit Shader 作为基础模板，在 Shader Graph 中添加顶点位移、颜色混合节点即可完成整套逻辑，整体节点数量不超过20个，不需要编写代码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Orange Splicer