【Unity优化】图形优化系列02：CPU优化

CPU在渲染管线中的工作

1）检测需要被绘制的对象

2）准备发送给GPU的指令

3）向GPU发送指令

多线程渲染

0）Unity 包含三种线程类型：主线程、渲染线程、工作线程

1）主线程：大部分的CPU工作，和部分渲染任务

2）渲染线程：专门用于CPU向GPU发送指令

3）工作线程：执行单独的任务（比如剔除、网格蒙皮）

4）不是所有平台都支持多线程渲染

多线程优化方法：

1）尝试开启 Player Settings 中的 Graphic Jobs 选项，看是否有性能提升

2）使用 Profiler Window 找到引起问题的任务

向GPU发送指令

线程：通常在渲染线程，特定平台在工作线程（PS4）

1）这步通常是导致CPU绑定的原因。

2）有两种指令：Draw Call 和 SetPass Call；其中 SetPass Call 最耗性能。

3）降低 batch 数，让更多对象共享相同的渲染状态，能够减少 SetPass Call。

4）三种方式降低 batch 和 SPC：减少渲染对象数量、减少对象渲染次数、合批

减少渲染对象数量

1）减少场景中对象数量

2）减少摄像机的绘制距离（Far Clip Plane）

3）使用摄像机的分层剔除功能（Layer Cull Distance）

4）使用遮挡剔除（Occlusion Culling）

5）实现定制的更高效的遮挡剔除

减少对象渲染次数

说明：实时灯光、阴影、反射，会导致对象被渲染多次。

两种渲染路径：前向渲染路径（Forward Rendering）、延迟渲染路径（Deferred Rendering）

优化方法：

1）优化动态光

2）使用烘焙光照替代动态光

3）降低阴影质量和显示距离

4）控制使用反射探针的数量

合批

说明：一个 Batch 包含了多个对象的数据。

合批规则：使用相同材质实例、具有标准化的材质设置

优化说明：就算合批没有减少SPC也能提升性能，因为CPU处理单个Batch要比多个高效

优化方法：

1）静态合批：相邻静态对象；缺点是提高内存占用

2）动态合批：静态或动态对象；缺点是提高CPU计算

3）GPU instancing：大量相同对象

4）UI合批

5）纹理图集：UI、2D、3D；Unity 内置 Sprite Pachker 工具

6）通过 Unity Editor 或代码，手动合并网格。缺点是不能单独剔除对象。

7）任何对 Render.material 的使用，都会返回一个新的材质实例。因为不再是同一个材质，因此无法被合批。使用 Render.sharedMaterial 替代。

剔除、准备与合批

线程：主线程，或工作线程
1）剔除工作通常消耗不大：关闭不需要的摄像机、renderer

2）合批能提升发送指令的速度，但是也要注意合批是否引起了CPU绑定

蒙皮（Skinned meshes）

线程：主线程，或工作线程

说明：使用骨骼动画驱动网格时，需要使用 SkinnedMeshRenderer 组件。

优化方法：

1）对于没有动画的对象，使用 MeshRenderer 组件替代 SkinnedMeshRenderer 组件；或导入时选择不导入动画，则自动替换为 MeshRenderer。

2）对于只有一段时间播放动画的，在不播放动画时替换为更简单的Mesh，或使用 MeshRenderer 替换 SkinnedMeshRenderer。

3）优化动画对象，减少模型顶点。

4）某些平台，可以使用 GPU Skinning。

主线程中和渲染无关的操作

主线程还要处理许多和渲染无关的操作，当渲染优化无法解决问题时，可以通过优化渲染无关的部分，来提升性能。