性能优化-卡牌项目渲染优化

优化的方向

CPU

影响帧率

GPU

影响帧率

内存

超了会崩

显存

显存超了画面会异常，甚至可能导致游戏崩溃

带宽

影响耗电

分辨率

设备性能不行又要求流畅，降低目标渲染分辨率，立竿见影，但是会牺牲画质

场景

1 使用烘焙，减少实时渲染

2 静态合批，不动的做出Static的物体

剔除

1 遮挡剔除：被挡住看不见的就不渲染

2 视椎体剔除：设置合理的视椎体大小

3 小对象的剔除：将小对象放入单独一层，并使用 Camera.layerCullDistances 脚本函数设置每层剔除距离

4 LOD：根据距离显示不同的模型渲染

角色

阴影

1 使用投影做假的阴影

2 如果是实时阴影，如果不是重点角色，降低阴影质量

光照

1 能用光照贴图的地方用贴图，减少计算

2 反射环境不用实时的，使用环境贴图

3 非重点角色使用低功耗光照算法

模型

减少数据量级

减少顶点数量、三角面、材质、renderer

避免接缝

避免重合的顶点，重合的边

贴图

缩小贴图分辨率

减少贴图数量，小的贴图合并到大的贴图里面。这减少材质数量，可以合批

质量分级

根据设备性能加载不同质量的模型

光照

减少引起像素光照的光源

贴图

1 降低分辨率

2 使用mipmap，降低带宽和显存占用，但是会增加内存占用

3 尽可能使用压缩纹理格式，并使用 16 位纹理而非 32 位纹理

特效

1 限制粒子数量

用更少的粒子

2 质量分级

根据设备性能使用不同质量的特效，低端机减少氛围粒子，比如火焰爆炸的小火星、烟尘

3 降低Overdraw

减小粒子的面积，越大的粒子重叠的越厉害，导致的Overdraw越多

4 隐藏不必要的特效

特效数量大的时候距离相机远的受击效果隐藏

5 尝试使用GPU粒子特效

有的平台不支持，没有CPU粒子特效稳，但是效率高

带宽

1 减少纹理分辨率

2 减少目标分辨率

3 使用目标平台最适宜的压缩格式

4 使用mipmap，如果选择了小分辨率则会降低带宽

5 使用合适的采样方式，越简单的采样方式性能越好，关注项目中各向异性采样和三线性插值采样，纹理采样会读缓存，如果没读到会往CPU更远的地方读SystemMemory，采样点增加导致cache miss，导致带宽上升

各向异性采样次数在Unity中设置有1-16，应尽量设置为1；三线性采样采8个顶点，相对于双线性采样是翻倍的

6 优化顶点带宽，顶点带宽占用比较小，读顶点的带宽值应该占总带宽的10%-20%较为合理

UI

1 全屏UI互斥，降低OverDraw

2 不需要Mask的UI，移除UI中不必要的模板测试代码，需要Mask的UI尽量使用RectMask2D

3 动静分离解决UI合批问题

4 使用图集，某个UI界面使用的图片放到一个图集

5 UI上去掉不必要的Raycast Target

shader代码

结构优化

减少pass，避免使用多pass的shader

质量分级

根据设备性能使用不同的算法

在顶点着色器计算代替在像素着色器计算

shader lod技术

只有shader的LOD值小于某个设定的值，这个shader才会被使用，而使用了那些超过设定值的shader的物体将不会被渲染

减少耗时的运算

三角函数，指数

精度优化

float/highp：顶点坐标

half/mediump：标量、纹理坐标

fixed/lowp：颜色和归一化后端方向矢量

插值优化

uv1, uv2打包到一个half4进行插值

vec2 a, vec2 b打包到一个vec4中进行插值

移动平台敏感操作

Alpha 测试、颜色遮罩 (Color Mask)可能是资源密集型的操作，能不用就不用

后处理

取舍，减少后处理

合并后处理，在一个shader里完成多个后处理效果

合批

SRP Batch：合并相同shader变体，把数据一次性传入gpu，减少对属性的设置，只需要绑定已经传进gpu的数据

Static batching：将静态物体合并为一个大网格，从而以更快的速度渲染它们。不会减少DrawCall，但是会让CPU在“设置渲染状态-提交Draw Call”上更高效

GPU Instancing：同一Mesh和同一Material

Dynamic Batching：是为过去的低端设备设计的。在如今的电子设备上，动态批处理产生的CPU开销反而有可能大于DrawCall的开销，影响性能。

合批优化项冲突时生效优先级

优先级冲突：SRP Batcher｜Static Batching > GPU Instancing > Dynamic Batching(4)

工具

Statistics窗口，查看性能指标和耗时

Profile窗口，查看耗时

FrameDebuger，查看渲染过场

小结

卡牌项目渲染方面优化的重点在场景、角色、特效。需要烘焙场景，使用烘焙好的光照贴图，优化模型制作、特效制作。

角色模型的面部、影响身材的网格、影响气质的衣服可以做的精细，不重要的地方可以降低质量，达成好钢用在刀刃上的目的。

每个项目要求不同，灵活应对。

参考资料

https://docs.unity3d.com/cn/2020.2/Manual/OptimizingGraphicsPerformance.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/523702434

https://imgtec.eetrend.com/blog/2020/100050575.html