Rendering performance enhancements

Enable/Disable GPU Skinning

開啟GPU Skinning可以減輕CPU或GPU中Front End部分中某一個(gè)的負(fù)擔(dān)，但是會(huì)加重另一個(gè)的負(fù)擔(dān)。Skinning是mesh中的頂點(diǎn)根據(jù)動(dòng)畫中骨骼的當(dāng)前位置進(jìn)行計(jì)算，從而讓角色擺出正確的姿勢。

頂點(diǎn)的計(jì)算過程可以放在CPU也可以放在GPU的Front End 部分，取決于是否開啟GPU Skinning。可以通過?Edit | Project Settings | Player Settings | Other Settings | GPU Skinning 設(shè)置。

開啟后，計(jì)算會(huì)放在GPU的Frond End中，但是CPU并不是一點(diǎn)工作都不做了，還是需要傳輸數(shù)據(jù)到GPU并且要在Command Buffer中生成指令。如果不開啟，則計(jì)算在CPU中完成，傳輸?shù)紾PU中的數(shù)據(jù)已經(jīng)是計(jì)算好的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)。所以根據(jù)CPU和GPU的狀態(tài)可以靈活決定應(yīng)該在哪算，如果CPU負(fù)擔(dān)太重就開啟，把工作丟給GPU。

Reduce geometric complexity

這條跟GPU中的Font End相關(guān)。很多時(shí)候用不到需要多套無用UV和法線數(shù)據(jù)的mesh。盡量減少頂點(diǎn)數(shù)量,有三種途徑：

1. 讓美術(shù)老鐵們手動(dòng)減少頂點(diǎn)數(shù)量重新生成mesh

2. 干脆從場景里刪掉，當(dāng)然這是最壞情況

3. 使用LOD等技術(shù)自動(dòng)對mesh進(jìn)行culling

Reduce Tessellation

通過Geometry Shaders中使用Tessellation技術(shù)會(huì)帶來很大的體驗(yàn)提升，但是也給GPU中Frond End增加了負(fù)擔(dān)。目前對于如和優(yōu)化Tessellation也沒啥好辦法，還是盡量優(yōu)化Frond End中其他地方給Tessllation省出更多空間吧。

Employ GPU Instancing

GPU Instancing比Dynamic Batching更高效，因?yàn)樗⒉恍枰猰esh的合并，但是也要求更嚴(yán)格，material引用和mesh必須都一致才可以。GPU Instancing可以有效的減少Draw Call，但是它在Unity中默認(rèn)是沒有被開啟的，在每個(gè)material中可以設(shè)置是否開啟。

• Unity automatically picks MeshRenderer components and?Graphics.DrawMesh?calls for instancing. Note that?SkinnedMeshRenderer?is not supported.

• Unity only batches GameObjects that share the same Mesh and the same Material in a single GPU instancing draw call. Use a small number of Meshes and Materials for better instancing efficiency. To create variations, modify your shader?scripts
  ?to add per-instance data (see next section to learn more about this).

https://docs.unity3d.com/Manual/GPUInstancing.html

Use mesh-based Level Of Detail(LOD)

LOD就是根據(jù)物體和攝像機(jī)的距離不同可以自動(dòng)使用不同精度的mesh，因?yàn)榫嚯x很遠(yuǎn)的地方根本沒必要用精度很高的模型。

LOD的缺點(diǎn)之一是開發(fā)起來比較費(fèi)勁，會(huì)需要美術(shù)提供不同精度的模型，場景設(shè)計(jì)師需要生成LOD Groups，還要進(jìn)行測試效果，這會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間，當(dāng)然目前一些插件提供了自動(dòng)生成LOD Mesh的功能。

LOD另一個(gè)缺點(diǎn)是需要消耗更多的磁盤和內(nèi)存以及CPU，但是優(yōu)點(diǎn)也非常明顯，就可以有效減少頂點(diǎn)數(shù)量，降低Draw Call和Fill Rate以及 Memory Bandwidth。

LOD也不是總適用，對于內(nèi)景以及攝像機(jī)是從上往下俯角的游戲，比如RTS和MOBA類游戲，物體和攝像機(jī)的距離基本都一致，所以LOD根本不會(huì)起到什么效果。

總之是否使用LOD需要視情況而定，如果性能并沒有出現(xiàn)瓶頸，沒有必要使用。

Culling Groups

通過腳本，可以自定義LOD系統(tǒng)，比如可以根據(jù)distance使用不同精度的動(dòng)畫，使用不同的shader以及粒子特效等。當(dāng)然使用Culling Gropus也會(huì)帶來開發(fā)上額外的工作量。https://docs.unity3d.com/Manual/CullingGroupAPI.html

Make use of Occlusion Culling

同時(shí)能降低Fill Rate和Overdraw最好的途徑之一就是使用Occlusion Culling（遮擋剔除）。Frustum Culling（視錐剔除）只能剔除掉攝像機(jī)外的物體，但是對于攝像機(jī)內(nèi)的物體，常規(guī)渲染的順序是從遠(yuǎn)到近，因此當(dāng)近物體擋住了遠(yuǎn)處物體時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生OverDraw。

沒有遮擋剔除時(shí)，遠(yuǎn)處物體也會(huì)被渲染
????

Occlusion Culling可以有效剔除攝像機(jī)內(nèi)被近處物體擋住的部分。Unity把場景切割成cells，在Editor中烘焙生成Cells間遮擋剔除關(guān)系的數(shù)據(jù)，在運(yùn)行時(shí)，加載烘焙好的數(shù)據(jù)到內(nèi)存中，對于設(shè)置了遮擋剔除的攝像機(jī)，就會(huì)根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)來進(jìn)行渲染。

使用遮擋剔除時(shí)，遠(yuǎn)處物體會(huì)被剔除掉
????

只有標(biāo)記為Occluder Static 或者?Occludee Static的物體可以產(chǎn)生遮擋剔除數(shù)據(jù)。對于普通物體，既能遮擋其他物體又能被其他物體遮擋，使用Occluder。對于透明物體，并不能遮擋其他物體，使用Occludee。

開啟Occlusion Culling會(huì)增加存儲(chǔ)空間和內(nèi)存以及CPU的開銷，因此對于Occlusion Culling烘焙時(shí)要設(shè)置合適的Cell參數(shù)。

特別注意的是即使物體被Occlusion Culling剔除掉了，但是它的陰影依然會(huì)被渲染。

Optimizing Particle Systems

粒子系統(tǒng)中，要注意粒子生成的數(shù)量以及使用Shader的復(fù)雜度，粒子的數(shù)量會(huì)影響Front End，而shader中使用大量的Texture會(huì)

在Back End消耗Fill Rate和Memory Bandwidth。

最直接的優(yōu)化方法就是減少粒子數(shù)量和減少特效數(shù)量，使用圖集也是優(yōu)化方法之一。但是經(jīng)常忽略的一個(gè)優(yōu)化方法是使用Particle System Culling。

Make use of Particle System Culling

關(guān)于 Particle System Culling 的一篇blog：https://blogs.unity3d.com/2016/12/20/unitytips-particlesystem-performance-culling/.

Particle System Culling的基本原理就是是否可以預(yù)測，如果一個(gè)粒子特效的各種參數(shù)設(shè)置使得其行為樣式時(shí)可以被預(yù)測的，當(dāng)它并不在視野中時(shí)就可以自動(dòng)的被剔除掉，當(dāng)重新進(jìn)入視野中時(shí)，因?yàn)槭强梢灶A(yù)測的，所以可以計(jì)算出此時(shí)此刻應(yīng)有的樣子。

但是一些設(shè)置可能會(huì)導(dǎo)致粒子系統(tǒng)變得不可預(yù)測或者非程序化，那就無法使用Particle System Culling，無論是否可見，粒子系統(tǒng)必須一直保持運(yùn)行。比如Particle System 使用world-space坐標(biāo)，使用碰撞，或者復(fù)雜的動(dòng)畫曲線等等，都可能會(huì)使得其不可預(yù)測。Unity提供了一個(gè)非常有用的Warning，來提示改設(shè)置是否會(huì)導(dǎo)致粒子系統(tǒng)無法自動(dòng)?Culling。

?Avoid recursive Particle System calls

?Particle System中很多方法都是遞歸的，調(diào)用他們會(huì)遍歷每一個(gè)child并且調(diào)用?GetComponent<ParticleSystem>()函數(shù)，當(dāng)層級非常復(fù)雜時(shí)，會(huì)有比較大的開銷。

?Start(), Stop(), Pause(), Clear(), Simulate(), and isAlive（）都是這種函數(shù)。但是這些函數(shù)里其實(shí)有個(gè)withChildren參數(shù)，Unity默認(rèn)設(shè)置為true，如果手動(dòng)設(shè)置為false，就可以避免遞歸行為。

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Unity 2017 Game Optimization 读书笔记 Dynamic Graphics (3)的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。