在 Unreal VR 项目中用双目立体全景天空盒优化性能与沉浸感
在开发 VR 项目时，我们经常会遇到一个老问题：
当场景模型、灯光和后期太复杂时，VR 双目渲染（2Pass Rendering） 会让帧率暴跌。尤其是需要保留远处复杂地形、建筑、云层、反射等细节时，即使是高端显卡也吃不消。
远景为三维场景
那有没有办法，既不降低画面真实感，又能让性能恢复流畅？
答案是 —— 用双目立体全景图替代远处场景，制作立体天空盒背景。
远景优化为天空盒
🧠 原理简述：普通天空盒 vs. 立体天空盒
普通天空盒的问题
传统的天空盒只是一张单眼 360° 全景图或立方体贴图（Cubemap）。
虽然在普通显示器上看起来真实，但在 VR 中会出现明显的空间错觉：
当用户用双眼观察远处的建筑或山体时，立体视觉会告诉大脑——“那是一张贴在无限远处的平面”，而不是有深度的世界。
结果就是：
- 天空和近景之间的过渡不自然。
- 当近景被裁剪掉时，双眼会察觉到“近处是空的”，背景贴图突然变成“天幕”。
立体天空盒的改进
通过渲染双目立体全景图（左眼 + 右眼各一幅），我们可以让天空盒本身就带有左右视差。
这样 VR 用户在转头或聚焦远方时，依旧能感受到真实的空间深度，过渡也更加自然。
换句话说，就是让远处的世界以立体形式被“烘焙”到天空背景中。
🧩 获取双目立体全景图（Panoramic Capture）
在 Unreal Engine 里，可以使用 Panoramic Capture 插件 来渲染立体全景图。
该插件会自动从当前相机渲染出上下分布（Top/Bottom）的左右眼全景图。
⚠️ 但 UE5.3 的 Panoramic Capture 插件存在一个小 Bug：
当设置自定义输出目录时，即使路径是绝对路径，也会提示“找不到目录”。
目前的解决方案是使用默认目录“.（当前目录）”，输出文件会保存在：<UE安装目录>\Engine\Binaries\Win64\<日期时间>\FinalColor例如：
D:\Program Files\Epic Games\UE_5.3\Engine\Binaries\Win64\2025.11.08-20.21.20\FinalColor
渲染完成后，我们就能得到一张上下分布的双目立体全景图（上半部分为左眼，下半部分为右眼）。
🧱 在 Unreal 中创建立体天空盒材质
接下来，我们需要一个能够识别左右眼的材质，用这张上下分布的贴图作为VR 双目天空背景。
1️⃣ 获取当前渲染的眼睛（左眼或右眼）
在材质编辑器中创建一个 Custom 节点，输入以下代码：
return ResolvedView.StereoPassIndex;
- 返回
0表示当前是左眼 Pass。 - 返回
1表示当前是右眼 Pass。
这是 Unreal 渲染系统内部提供的视图信息接口，能让我们知道当前渲染的哪只眼睛。
2️⃣ 根据眼睛选择贴图上下半区
获得 StereoPassIndex 后，我们就能动态决定采样贴图的哪一部分：
float2 GetStereoUV(float2 uvBase, float EyeIndex)
{float2 uv = uvBase;// 左眼采样上半部分 [0, 0.5)// 右眼采样下半部分 [0.5, 1.0)if (EyeIndex < 0.5)uv.y = uv.y * 0.5;elseuv.y = uv.y * 0.5 + 0.5;return uv;
}
把这段逻辑放进材质的第二个 Custom 节点，输入：
uvBase：普通 equirect 球面映射 UV（可以用 PixelNormalWS + atan2 算出）EyeIndex：第一个 Custom 节点输出的 StereoPassIndex
输出接到 TextureSample 的 UV，就能让左右眼分别从贴图的不同半区采样，实现真正的立体天空盒。
3️⃣ 完整材质设置
- 材质类型：Unlit（无光照）
- 两面渲染：勾选 “Two Sided”
- 输出：只接到
Emissive Color - 贴图：上下分布的双目立体全景图
然后将该材质应用到一个反转法线的球体模型上。这样用户在 VR 中看到的就是一张带深度的立体天空背景。
🚀 实际效果与性能收益
这种方法的优点非常明显：
| 项目 | 普通天空盒 | 双目立体天空盒 |
|---|---|---|
| 视觉沉浸感 | 单眼平面，缺乏空间深度 | 真正立体，远景过渡自然 |
| 性能消耗 | 极低 | 略高，但远低于保留真实几何体 |
| 实现复杂度 | 简单 | 中等（需要自定义节点） |
| 推荐使用场景 | 静态或非 VR | VR、大场景、高性能要求 |
在实际项目中，我们通常这样组合使用：
- 近景：保留真几何模型
- 中远景：Bake 成双目全景图 + 替换为立体天空盒
- 天空层：使用动态云或天空光
这样既能保留 VR 的沉浸感，又能大幅减轻 GPU 负载。
实际效果
去掉天空盒效果
🧩 小结
通过上面的方式，我们成功地将一个原本复杂的场景“压缩”为一张双目立体全景图，并通过 Unreal 材质系统识别左右眼 Pass，从而构建出一个立体天空盒背景。
核心关键点：
// 获取当前渲染眼睛
return ResolvedView.StereoPassIndex;// 根据左右眼分区采样贴图
if (EyeIndex < 0.5) uv.y *= 0.5;
else uv.y = uv.y * 0.5 + 0.5;
这套方案在 VR 项目中非常实用，尤其是需要兼顾画面与性能时。