虚拟摄像头 Unity Capture 集成

让 Unity 在 Windows 上模拟一个网络摄像头设备，渲染帧直接作为视频源流入 OBS / 直播姬，1080p@60FPS 无延迟，支持多摄像头与 Alpha 通道。

输出规格1080p@60

延迟无感知

上限4K

背景

B 站虚拟主播需要把 Unity 里渲染的 3D 虚拟人画面，作为直播源推到 B 站直播姬。传统方案是屏幕捕获或窗口捕获：延迟高、画质有损、还会把鼠标和窗口边框一起采进去。对直播场景来说这些问题都是硬伤——面捕驱动的虚拟人讲究音画同步和动作跟手，捕获链路每多一层延迟，观众看到的口型就对不上声音。

Unity Capture 是另一个思路——它是一个 Windows DirectShow 过滤器，把 Unity 渲染的相机直接变成一个系统级摄像头设备，任何能读摄像头的应用（OBS、直播姬）都能把它当视频源用。

问题

屏幕捕获链路损耗大：多一次系统级合成，延迟和画质都吃亏。
窗口捕获不专业：主播误操作（拖窗口、弹通知）会直接出现在直播画面里。
虚拟人需要透明背景：虚拟开播常要把虚拟人合成到游戏画面或实景上，需要 Alpha 通道，屏幕捕获给不了。

方案

把「渲染帧 → 直播源」这段链路从屏幕层下沉到设备层：

mermaid

flowchart LR
    A["Unity 渲染相机"] -->|"渲染帧"| B["专用 RenderTexture"]
    B --> C["Unity Capture<br>DirectShow 过滤器"]
    C -->|"模拟摄像头设备"| D["OBS / B 站直播姬"]
    D --> E["合成 + 推流<br>B 站直播"]

Unity Capture 在 Windows 上注册为一个 DirectShow 视频设备。Unity 侧把指定相机的输出写到专用 RenderTexture，Unity Capture 按帧读取并以摄像头协议吐出去。对 OBS 来说，它和一个 USB 摄像头没有任何区别。

帧一级的时序如下：

mermaid

sequenceDiagram
    participant U as Unity 渲染循环
    participant R as RenderTexture
    participant C as Unity Capture 设备
    participant O as OBS / 直播姬
    U->>R: 每帧写入渲染结果（锁 60FPS）
    C->>R: 按输出帧率读取最新帧
    C->>O: 以摄像头协议推帧
    O->>O: 合成（含 Alpha）后推流

读取侧帧率高于渲染侧会重复取到同一帧（画面卡顿感），渲染侧高于读取侧则中间帧被丢弃——所以锁帧要和输出规格对齐。

这也符合面动捕 CM 框架里 CaptureFrameWork 的设计：相机源可以是真实相机、虚拟相机、视频源、图片源——Unity Capture 就是「虚拟相机源」的一种实现，框架对上游透明。

关键实现

DLL 注册：Unity Capture 的 DLL 需要注册到 Windows DirectShow，安装失败时设备列表里根本看不到这个「摄像头」。
相机配置：Unity 中创建专用 RenderTexture，配置 Unity Capture 读取该纹理，与游戏主相机解耦。
帧率同步：Unity 渲染帧率必须 ≥ 摄像头输出帧率，否则 OBS 侧丢帧。实践中让虚拟人渲染锁 60FPS。
Alpha 通道：需要接收端也支持 Alpha（OBS 支持），配合色键或透明合成把虚拟人叠到其他画面上。

在采集框架里的位置

面捕 CM 框架的输入层抽象了四类相机源：真实相机源、虚拟相机源、视频源、图片源。Unity Capture 属于「虚拟相机源」——它让 Unity 的渲染输出可以被当作一路标准视频源接入框架，和面捕用的真实摄像头走同一套 CaptureFrameWork 接口。这样直播链路里「真人面捕输入」和「虚拟人画面输出」在框架内是对称的：都是视频设备，只是方向相反。

指标

指标	值
分辨率	1080p @ 60FPS（无延迟）
高端 PC	可处理 4K 分辨率
多摄像头	支持多个渲染相机同时输出
Alpha 通道	支持透明通道（配合 OBS 合成）

使用场景

虚拟 3D 开播：Unity 渲染 3D 虚拟人 → Unity Capture → OBS 合成 → B 站直播；
虚拟 2D 开播：Live2D 渲染 → 同上链路；
多机位：虚拟人正面 + 侧面两个相机同时输出，OBS 里切换机位。

接入验收清单

集成完成后按这条清单过一遍，能挡掉大部分上线前问题：

Windows 设备管理器 / OBS 源列表里能看到 Unity Capture 虚拟摄像头；
OBS 选中该设备后画面即出，分辨率与帧率和 Unity 侧 RenderTexture 配置一致；
Unity 渲染帧率锁定 ≥ 60，OBS 统计面板无丢帧；
需要透明合成时，确认 OBS 源属性里 Alpha 通道生效（背景棋盘格透出）；
多机位场景逐个相机验证，确认每路输出互不抢帧。

已知限制

限制	影响	应对
仅支持 Windows	DirectShow 是 Windows 专有，macOS/Linux 不可用	跨平台需求另选方案，不硬改
依赖 OBS 侧配置	摄像头源选错或参数不匹配会无画面	按验收清单逐项过
高分辨率 GPU 开销	4K 输出对 GPU 有额外压力	低端机降到 1080p 档

复盘

链路每少一层，问题就少一类。屏幕捕获的所有毛病（延迟、画质、误捕获）都来自「经过屏幕」这一步，设备层直出一劳永逸。
平台限制要认：Unity Capture 仅支持 Windows（DirectShow 专有），跨平台需求得另找方案，不要在它身上硬改。
帧率是端到端的事：Unity 渲染、Capture 读取、OBS 编码三段任何一段掉帧都会在直播画面体现出来，排查时按链路逐段定位，别只盯着 Unity。
已知代价：分辨率开得太高（4K）对 GPU 有额外开销，低端机上要降档。

虚拟摄像头 Unity Capture 集成 ​

背景 ​

问题 ​

方案 ​

关键实现 ​

在采集框架里的位置 ​

指标 ​

使用场景 ​

接入验收清单 ​

已知限制 ​

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