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优化备忘
发布于: 2023-3-22最后更新: 2023-3-24字数 00 分钟
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DrawCall 和 Batch 的区别

DrawCall : CPU发送渲染命令给GPU
如:glDrawElements(OpenGL) / glDrawArrays(OpenGL) / DrawIndexedPrimitive(DX)。
Batch : CPU发送渲染的数据给GPU(CPU Write)
如 设置顶点数据 glBufferData(OpenGL) / glBufferSubData(OpenGL) 等。

Batching , SRP Batcher 和 SRP Instancing

Static Batching

  1. 开关设置：PlayerSettings ⇒ Other Settings ⇒ Static Batching
  1. 条件：相同的材质球 , 可以不同的Mesh
  1. 优点
    1. 节省顶点信息的绑定
    2. 节省几何信息的传递
    3. 相邻材质相同时, 节省材质的传递
  1. 缺点
    1. 离线合并 , 离线包体变大(重复Mesh)
    2. 运行时合并 , CombineMesh会造成CPU短时间峰值
    3. 内存变大(重复Mesh)

SRP Batcher

  1. 条件：相同的Shader(变体一样)，可不同的Mesh。
  1. 优点：节省Uniform Buffer的写入操作
      • 按Shader 分 Batch , 预先生成Uniform Buffer
        • 相同shader , uniform 变量相同
        • PerDraw 合成一个大的Buffer
        • PerMaterial 格子合成一个小的Buffer
      • 每个Batch开始时，通过map(memcpy)的方式 一次性传入Uniform Buffer
      • Batch 内部无 CPU Write
  1. 缺点
      • Constant Buffer(CBuffer)的显存固定开销
        • 1024个PerDraw 384KB
        • 1个PerMaterial 4KB
      • 不支持MaterialPropertyBlock

GPU Instancing

  1. 条件：相同的Mesh相同的材质球
  1. 缺点
      • 可能存在负优化 (Instancing 有时候会让DrawCall变高 , 一些机器DrawCall敏感 , 所以开Instancing 需要大幅度降低DrawCall 才适用)。
      • Instancing有时候被打乱 , 导致不完美Instancing (可以自己分组用API渲染,保证不被打乱)。

其他

  1. SRP Batcher 和 Static Baching 可以兼容同时开启
  1. 优先级建议 SRP Batcher / Static Batching > GPU Instancing > Dynamic Batching
  1. 适用情况
    1. Static + SRP Batcher : 主城，副本建筑
    2. SRP Batcher Only: 种类繁多的植被
    3. GPU Instancing: 种类单一的植被
    4. Dynamic Batching: UI , 粒子 , Sprite 等

DrawMeshInstance VS DrawMeshInstanceIndirect

  • 单次上限
    • DrawMeshInstance : 128 / 256 / 512 (不同平台)
    • DrawMeshInstanceIndirect : 无
  • API兼容版本
    • DrawMeshInstance : GLES 3.0
    • DrawMeshInstanceIndirect : GLES 3.1(Shader Model 4.5)
  • 耗时
DrawMeshInstance+CullingGroup 相对于 DrawMeshInstanceIndirect+GPU Culling , DrawCall 变多(数量限制) , CPU耗时高 , GPU耗时低 , 总耗时在不同设备不一样

UIRebuild

Graphics.Rebuild(顶点修改)

  1. 性能瓶颈环境
    1. 血条
    2. 飘字
    3. 技能遮罩
  1. 解决办法：降低刷新的频率

LayoutRebuilder.Rebuild(Layout组件)

  1. 性能瓶颈环境
    1. 子物体修改时 , 会标记父节点的Layout通知修改
    2. Layout修改时 , 会标记Layout的父节点的Layout通知修改 (递归向上)
  1. 触发的情况
    1. 影响顶点位置的
      1. Text:Set_Text
      2. Image:Set_Image
    2. 事件回调
      1. OnEnable/OnDisable
      2. OnRectTrasnformDimensionsChange
      3. OnTrasnformParentChanged
      4. OnDidApplyAnimationProperties
  1. 解决办法
    1. 避免LayoutGroup的嵌套
    2. 如果只是为了第一次的自动排序的,可以在显示之后禁用相关的组件

CullRegistry.Cull(RectMask2D裁剪)

  1. 触发的情况
    1. 每帧遍历底下的元素进行裁剪
    2. 有新的元素被加进来
  1. 解决办法
    1. 性能消耗不大 , 可以不用专门关注
    2. 减少底下节点的数量(几十个内没有大问题)
    3. 保持节点没有改变减

其他

Unity UGUI优化与原理【unity官方】_Unity高锦锦的博客-CSDN博客
来源( 来源:unity官方 Optimizing Unity UI )官方链接:[1]https://unity3d.com/cn/learn/tutorials/temas/best-practices/guide-optimizing-unity-ui[2]https://unity3d.com/cn/learn/tutorials/topics/best-practice...
Unity UGUI优化与原理【unity官方】_Unity高锦锦的博客-CSDN博客
https://blog.csdn.net/gaojinjingg/article/details/103565840
Optimizing Unity UI - Unity Learn
Optimizing a user interface driven by Unity UI is an art. This guide will discuss the fundamental concepts, algorithms and code underlying Unity UI as well as discussing common problems and solutions.
Optimizing Unity UI - Unity Learn
https://learn.unity.com/tutorial/optimizing-unity-ui?language=en
Optimizing Unity UI - Unity Learn

UIRebatch(Canvas为单位)

触发情况

Canvas.BuildBatch

解决办法

  1. Canvs动静分离
  1. Shader动画(代价很小)
    1. 用RawImage能拿到正确UV , Sprite不一定可以拿到正确的UV
    2. uv-0.5 = 离中心的方向
    3. 制作平移和缩放等的效果

Overdraw

Overdraw 指同一像素被重复渲染的次数 , 当被重复渲染的像素过多的时 或 重复的次数过多时候 , 则造成性能浪费.
一个像素被重复n次 光栅化 , fragment , 输出合并 . 这些都会占用 GPU像素填充率 , ALU运算 , 读取贴图的带宽.
那些关于OverDraw的前世今生
亭亭画舸系春潭，直到行人酒半酣。 不管烟波与风雨，载将离恨过江南。所谓OverDraw，就是一帧当中，同一个像素被重复绘制的次数。解释起来就这么简单。而消灭OverDraw，主要是为了解决GPU端像素填充率和计算量的瓶…
那些关于OverDraw的前世今生
https://zhuanlan.zhihu.com/p/76562327
那些关于OverDraw的前世今生

全屏界面与场景的叠加

关闭场景相机的渲染

半屏界面与背景的叠加

  • 降低场景的分辨率(需要把场景绘制到RT上)
  • 降低场景相机的更新频率(需要把场景绘制到RT上)
  • 改成Blur静态背景(需要把场景绘制到RT上)

全透明点击区域

  • empty4raycast(不建议 , 参考钱康来的文章 , 老版本下用且有Overdraw)
  • CullTransparentMesh(新版本 , Alpha 为0 的时候则无Overdraw)

大面积Mask组件

  • Mask有两层Overdraw
  • 子节点的数量始终时,改为RectMask2D, 切裁剪区域外无Overdraw
  • 不过还是要观察一下CullingRegister.Cull(Canvas.SendWillRenderCanvas中) , 这两个组件的性能比较

大面积透明元素

  • Sprite多边形模式取出顶点,再塞入UI使用(不建议 , 参考钱康来文章 , 老版本使用)
  • Sprite:Tight模式 , Quad Mesh 变成了多边形Mesh , 但是此时只是用于Sprite2D 并不是UGUI
  • Image: Use Sprite Mesh , 配合上面的Sprite Tight 来完成UGUI Overdraw减少

边框元素的FillCenter

九宫格的时候(Image Type 为 Sliced/Tiled) 去掉 FillCenter

Shader

常见问题

  1. 卡顿
  1. ShaderLab占用内存过大

原因

  1. Shader.Parse-->Shader加载和解析
    1. 变体数控制-->Shader被编译成多份，占用内存变大
    2. 缓存控制-->避免Shader多次加载卸载,比如Shader在场景包中，切换场景被卸载加载
    3. 冗余控制-->同一Shader冗余在不同Bundle中被多次加载
  1. Shader.CreateGPUProgram-->GPU对要渲染Shader的目标平台编译
    1. 冗余控制
    2. Shader过多-->过多的时候,会导致编译过久、卡顿

解决

  1. 编译过久=⇒ 预先Warmup Shader.WarmupAllShaders()
  1. 变体控制
    1. 可以用shader_feature 代替 multi_compile
    2. 收集需要的Variants
      1. Graphics Settings --> Shader Stripping
      2. Shader Variants Collection(SVC)
    3. 剔除不需要的Variants =⇒ OnProcessShader(2018之后)
  1. 冗余控制
    1. 打包策略
    2. UWA检测
      3. Unity 5.x AssetBundle零冗余解决方案 - UWA问答 | 博客 | 游戏及VR应用性能优化记录分享 | 侑虎科技
      最近笔者参考Unity官方介绍资源管理机制和Unity序列化的一些文章做了下AssetBundle打包相关的优化，成功实现了零冗余打包，下面和大家分享一下实现的过程。一、问题概述相比Unity ...
      https://blog.uwa4d.com/archives/1577.html
  1. 缓存控制 =⇒ Asset+脚本引用+DontDestory

场景加载

Async Upload Pipeline(AUP)

渲染线程异步上传资源
  • 条件
    • 只对纹理和Mesh生效
    • 要关闭Read/Write
  • 策略
    • 加载场景时
      • QualitySettings ⇒ Async Upload Time Slice = 4ms或者8ms
      • QualitySettings ⇒ Async Upload Buffer Size = 16 or 32

Texture Stream

  • Settings->Quality里面开启Texture Streaming
  • 贴图设置mipmap
  • Memory Budget ⇒ 给纹理的内存预算越少,纹理加载的mip level基本就越低
  • Max Reduction ⇒ 分层mipmap最大限制, 减少level越大, 图片越小

Mesh.Bake PhsX CollisionData

  • 常见性能问题
    • Mesh过大/复杂 , 每次进场景都需要运行时计算Collision数据 , 让加载过久
    • 需要开启Read/Write , 这样就不能用AUP了
  • 解决
    • Prebake Collision Meshes(Settings -> Player) 注意：开启后包体大小上升，内存占用上升
    • 使用简化Mesh或者LOD作为碰撞体

C#

实例化/激活

  1. 比如动画组件的激活/禁用

Incremental GC

  1. 2019可以在Player->Use incremental GC 开关增量GC
  1. GarbageCollector.GCMode == GarbageCollector.Mode.Disabled/Enabled
      • 可以开关GC , 比如在战斗时候关掉GC回收 , 但是要注意泄漏 ( WebGL 和 Editor 不生效)
  1. VSync/Application.targetFrameRate 限制帧数
      • 很多GC的产生都是在Update里面 , 帧数下去了 , 则GC就产生就减少了
      • 因为帧数限制 增量GC 会把GC处理分配到要等待的时间里面
  1. GarbageCollector.incrementalTimeSliceNanosecords(逐帧花费多少时间在GC上面)

堆内存累积分配

  1. Boxing--dnspy看编译
      • 拆/装箱
      • 新建数组
      • 新建对象
  1. ZString
      • 堆内存分配明显变低
      • CPU耗时变高

内存驻留(泄漏)

  1. Lua索引引用导致的Mono泄漏 -- Unity释放,Lua抓着,导致中间层的Mono内存驻留了
  1. C#引用 -- 如在Update里不规范使用C#代码 , 导致堆内存越来越多
  1. Texture.GetPixels/WWW.bytes Bug -- 一次分配较大的数据可能会概率导致泄漏 , 用GetPixels32代替 , 可以用C++代码下载或别的API下载

Lua

Lua到C#的调用次数

  • 过多的Lua->C#->Lua穿梭会导致耗时 , 可以C#写一个大方法 , 让Lua一次性去调用 , 然后一次性返回值

Lua函数耗时

  • Lua的代码性能 , 不如C# ,所以一些性能瓶颈方法可以写到C#里面

LuaGC(Incremental)

Lua GC 控制 gcstepmul 和 gcpause_lua gc限制_啦啦拉德玛西亚的博客-CSDN博客
Lua gc 是分步进行的，什么时候开始做呢？？通过GCthreshold控制GC开始时机，GCthreshold就是触发GC的边界值。当一轮GC完整的完成后，GCthreshold 被设置成当前estimate的 gcpause / 100倍。estimate是剔除了userdata后的内存。带_gc元方法的userdata在第一次被处理时只调用_gc元方法，第二次才是真正回收。在分配新内存...
Lua GC 控制 gcstepmul 和 gcpause_lua gc限制_啦啦拉德玛西亚的博客-CSDN博客
https://blog.csdn.net/dingqinghui/article/details/85323957
  • Lua_GCSETPAUSE
  • Lua_GCSETPSTEPMUL

临时内存

  • Vector3 , Color 等

ILRuntime

  1. 解译语言,速度还是差20~100倍,可将耗时的方法放入原生语言
  1. 动态更新DLL打Relase版本 + DISABLE_ILRUNTIME_DEBUG 否则性能会下降
  1. Android可平台特殊处理
      • 通过Assembly.Load动态加载DLL
      • 通过GetType获取类型
      • 通过AddComponent挂载组件执行逻辑
  1. 堆内存
      • 会有缓存让内存增加
        • 会缓存中间变量,临时变量,执行过的方法等
        • 但是缓存有上限.
        • 比如配置表用ILRuntime的内存比预想的内存多
      • PDB占用
        • 移除PDB文件的加载
        • 控制热更新的DLL代码

物理

  1. Auto Simulate 自动物理模拟
      • 在Settings->Auto Simulation开关
      • 默认开启,如果关闭则Rigibody.OnTrigger等物理方法就无法使用了
      • 如果碰撞很少,则可以关闭,自己可以通过距离模拟进行检测
      • 但是可以手动调用 Physics.Simulate 即模拟一帧触发物理
  1. Auto Sync Transforms 自动更新物理世界坐标
      • 在Settings->Auto Sync Transforms开关
      • 不勾选(默认),物体Trasnform发生改变,在下一次物理Update()前,碰撞体属性不会改变.
      • 勾选,物体Trasnform发生改变,碰撞体属性立即更新.同一帧数内频繁更新Trasnform则会有性能消耗.
      • 如果想在同一帧数改变位置且进行物理检测, 则可以用Physics.SyncTransform() 立即更新物理信息

动画

  1. Animator.Initialize
      • 在每次Enable的时候会调用一次 , 有性能消耗
      • 可以只禁用Render , 不禁用Animator
      • 新版本Animator.keepAnimatorControllerStateOnDisable
  1. AnyState
      • AnyState连线过多的时候,导致检测过多,耗时过久

内存

  1. GfxDriver
      • 粒子系统Mesh过大,造成内存占用过多,最终VBO = Mesh内存 * Mesh个数
      • SRP Batcher , 1024个材质球约384KB , 1个材质球实例化约4KB
  1. Audio
      • AudioClipLoadType.DecompressOnload
        • 从磁盘读取就全部解压到内存中
        • 多AudioSource使用同一份音频时,只有一份音频内存
        • CPU开销比较低 , 因为没有动态解压缩
        • 适合短音频 , 多AudioSource , 小文件(大文件勿开 , 因为音频压缩比为10倍 , ADPCM 编码约为 3.5 倍)
      • AudioClipLoadType.Streaming
        • 从磁盘读取时音频内存小 , 边播放 边从磁盘中逐渐读取加载到内存中.
        • 如果多AudioSource播放 , 因为播放的区间不同 , 则要加载多份音频区间到内存中
        • 即使没有加载任何音频数据，也有大约 200KB 的内存占用
        • 适合长音频 , 单AudioSource , 大文件
Unity中UI系统
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内置的 UI 系统 1 UGUI 自2014年的Unity4.6开始就内置的UI系统，常用的Unity运行时UI系统。 2 UIToolkit 前身是UIElement，发布于Unity2018。起初用于开发Editor编辑器面板中的UI，自Unity2019起正式支持运行时UI，并更名UIToolkit，它以Package包的形式存在。自Unity2021.2起，UIToolkit被官方内置，与UGUI地位一致。 3 IMGUI 跟随Unity诞生的原始UI系统，一般用于编辑器的扩展以及游戏内调试显示，不推荐用于构建运行时UI。

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Albedo 可以理解为物体的基础色Base Color,即该物体本身颜色，也是漫反射光的颜色。

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