資源優(yōu)化

我們都知道，制作游戲應用，性能優(yōu)化總是老生常談的問題。也許我們可能會從CPU（復雜的計算、物理模擬）、GPU（過多的頂點計算等）入手定位考慮，但是真正落實的優(yōu)化還得從項目具體情況決定，并且在優(yōu)化過程中，我們需要懂得善用工具，如Unity Profiler、UWA、URP等相關(guān)性能工具。另外我們還得遠離那些奇怪的想法，覺得性能優(yōu)化應該是屬于游戲應用的最后一道環(huán)節(jié)，所以導致在實際項目優(yōu)化時會感覺特別的痛苦和無力，例如，優(yōu)化中涉及美術(shù)資源的修改的，而美術(shù)資源一旦涉及需要修改，就相當于面臨資源重做的成本，所以項目優(yōu)化應該從項目立項需求設(shè)計、資產(chǎn)制作環(huán)節(jié)、架構(gòu)設(shè)計等環(huán)節(jié)就開始, 并盡早驗證核心玩法性能，才能成就出一款優(yōu)質(zhì)的應用產(chǎn)品。

性能關(guān)鍵檢測流程。

淺析一下基于Unity3D 美術(shù)規(guī)則約束

一、模型層面

1、模型比例，嚴格遵循模型與模型之間，模型場景之間的比例要正確統(tǒng)一（單位和比例），模型坐標統(tǒng)一為原點。
2、減面操作，主要是去掉對模型造型沒有影響的?，?盡可能少的?數(shù)表達清楚模型的結(jié)構(gòu)和造型。?如：物件?關(guān)節(jié)點及物件背?、內(nèi)部不會看見的?刪掉。
3、減少模型頂點的數(shù)量，模型頂點的數(shù)量會影響GPU的性能，所有物體不超過20000個三角面，人模模型面數(shù)控制在3000-4000面，移動端單個人體骨骼數(shù)量控制在30個～50個左右。
4、合并模型，合并同??范圍內(nèi)的?交互類的靜態(tài)?物件，同時合并?物件的貼圖。這樣可以減少Draw Call的數(shù)量。如，?組不同??的?草，?組??形狀不同的?頭，?個書架和上?放置的很多書籍等。把這些?物件合并成?個Object，貼圖也合成成?張貼圖。
5、模型的重復利?，相同的多個物件在Unity內(nèi)復制使?，復制的多個物體在引擎計算上算?個物體。但也不可復制太多個，太多會對內(nèi)存帶來很?壓?。相同的物件太多，建議把?個合并成?組做為?個Object，多做?組，再進?復制。
6、減少模型UV接縫和硬邊的數(shù)量。
7、減少Material的數(shù)量，實際上一個模型至少需要一張貼圖，如果可能，可以將多張貼圖拼成一張貼圖，這樣多個模型可以共享同一個Material。
8、盡可能減少像素燈光、陰影、反射的使用，這些功能會導致模型被渲染多次，加重CPU的負擔。
9、地形優(yōu)化，如果是?unity?帶的地形?具制作的地形，可以?T4M插件轉(zhuǎn)化成T4M格式地形，設(shè)置?個頂點值轉(zhuǎn)化后可以對地形優(yōu)化很多。T4M也可以設(shè)置Lod模型。
10、FBX資源中有太多的頂點, 請檢查是否必要Custom Parameters: VertexCountLimit : 500，（頂點數(shù)一般限制為500）在滿足美術(shù)效果下，盡量減少頂點數(shù)。
11、檢查文件Mesh讀/寫標記，默認關(guān)閉。
12、資源根據(jù)國內(nèi)標準（參考UWA）：低端、中端、高端設(shè)備建議總面數(shù)控制在30w, 40w ,50w。Unity手游性能白皮書

二、貼圖層面

1、貼圖??，在移動設(shè)備上的貼圖最?要控制在1024和512??，可少量使?2048??的貼圖，以1024、512??貼圖為主，其他非主圖例如法線、遮光、自發(fā)光圖可以設(shè)定更小。
2、重復貼圖的使?，??積相同材質(zhì)使?1-3種貼圖交替重復覆蓋，通過光影變化打破貼圖的重復感。
3、貼圖使用Bitmap貼圖類型，尺寸主要為2的N次方。檢查Inspector -> Advanced -> Non-Power of 2選項. 建議使用原始大小為2的冪次的貼圖。大小非2的冪次的紋理資源將無法使用ETC1和PVRTC壓縮格式。在導入時自動伸縮為2的冪次也可能會導致內(nèi)存占用或者貼圖質(zhì)量問題。
4、少用透明貼圖，能不?就不要?。透明貼圖?常消耗GPU資源。并且?guī)lpha通道的貼圖存儲為tga或者png格式，在命名時必須加_al以區(qū)分。
5、貼圖壓縮，對貼圖進?PVRT（iOS）或是ETC（Android）格式的壓縮可以減少?量內(nèi)存消耗。建議場景的材質(zhì)可以?Substance材質(zhì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)成.sbsar 格式材質(zhì)。 Substance材質(zhì)可以??壓縮貼圖數(shù)據(jù)的??但不損失貼圖質(zhì)量。
6、檢查Mipmap標記，檢查Inspector -> Advanced -> Generate Mip Maps選項，未壓縮的紋理資源啟用Mipmap標志會增加內(nèi)存占用。
應用限制：未壓縮的紋理資源應該禁用mipmap。類型為Sprite的紋理資源應當禁用mipmap。Mipmap 會增加游戲包體的大小和占用一定量的內(nèi)存，但在游戲中Mipmap的渲染可以減少顯存帶寬，降低渲染壓力，隨著相機的推遠貼圖會隨之切換成低像素的體貼，從而節(jié)省資源開支。過的Mipmap使用會對內(nèi)存造成很大壓力，因此建議只對大物件設(shè)置Mipmap。
7、檢查紋理讀/寫標記，檢查Inspector -> Advanced -> Read/Write Enabled選項，默認必須要關(guān)閉，開啟紋理資源的讀/寫標志會導致雙倍的內(nèi)存占用。8、檢查紋理資源的過濾模式，檢查Inspector -> Filter Mode選項，紋理的過濾模式一般不建議使用Trilinear，會占用較高的計算資源。

三、動畫層面

1、動畫資源壓縮方式 查看Inspector -> Animation Tab -> Anim. Compression選項，動畫資源使用最佳壓縮方式可以提高加載效率。 off：表示不采用壓縮處理。keyfram Reduction：使用關(guān)鍵幀進行處理（舊版本unity：keyfram，reduction and compression表示關(guān)鍵幀減少和壓縮）。Optimal：（新版本unity）自動選擇一個最優(yōu)的壓縮方式。
2、檢查動畫資源的Optimize Game Objects選項，查看Inspector -> Rig Tab -> Optimize Game Objects選項，動畫資源應該勾選Optimize Game Objects選項來減少CPU消耗。

3、動畫幀率、幀數(shù)控制，一般情況下每秒10幀，一個動畫在1秒內(nèi)完成。
4、動畫模型的命名統(tǒng)一為基礎(chǔ)模型名字?@?（動畫前綴anim_）動畫名字，做統(tǒng)一規(guī)范，同時會把該動畫自動命名為@后面的名字。命名全部用英文或者拼音，并統(tǒng)一小寫，不能出現(xiàn)中文。例如機器人待機動畫（導出帶動畫骨骼的FBX文件提供給技術(shù)），C_RobotQ@anim_daiji。這樣在Unity可以自動規(guī)范好anim clip 名稱。

四、聲音層面：（音頻通用設(shè)置）

Force To Mono：這個選項作用是強制單聲道，很多聲音為了追求質(zhì)量會設(shè)置成雙聲道，導致聲音在包體和內(nèi)存中，占用的空間加倍，但是95%以上的聲音，兩個聲道是完全一樣的數(shù)據(jù)。因此對聲音不是很敏感的項目建議勾選此項，來降低內(nèi)存的占用。
Compression Format：不同的平臺有不同的聲音格式的支持，IOS對MP3有硬件支持，Android暫時沒有硬件支持。建議IOS適合使用ADPCM和MP3格式，Android適合使用Vorbis格式。
Load Type：檢查Inspector -> (Platform Tab) -> Load Type選項，音頻加載類型，決定聲音在內(nèi)存中的存在形態(tài)：
Decompress On Load：當Audio Clip被加載時，解壓聲音數(shù)據(jù)，適用于小型音頻文件（< 200kb）
Compressed In Memory：聲音數(shù)據(jù)將以壓縮的形式保存在內(nèi)存當中，適用于中型音頻文件（>= 200kb）
Streaming：從磁盤讀取聲音數(shù)據(jù)，適用于大型音頻文件，例如背景音。注：例如Decompress On Load，要求文件必須小于200kb，因為內(nèi)部內(nèi)存管理的問題，如果是大于200kb的文件，那么也還是只會被分配到不足200kb的內(nèi)存。
Bitrate：可以對音頻文件本身進行壓縮，降低文件的比特率（bitrate），前提音頻品質(zhì)不會被破壞太嚴重。

五、UI層面：

1、UI的隱藏可以使用將其移到Canvas外的方法，而不是SetActive(false)的方法來隱藏。
2、UI的批處理，如果UI元素會改變數(shù)值或是位置，會影響批處理，導致向GPU發(fā)送更多的drawcall。因此建議：將更新頻率不同的UI放在不同的Canvas上。相同Canvas中的UI元素的Z值要相同，這樣才不會打斷批處理。相同Canvas中的UI元素要使用相同的材質(zhì)和紋理，材質(zhì)或著色器可以有動態(tài)變換（例如一些特效），這不會影響批處理。相同Canvas中的UI元素要使用相同裁剪矩陣。
3、Graphic Raycaster 該組件是用來處理輸入事件，默認掛載在每個Canvas上。有時不能互動的對象仍是canvas中的一部分，并附帶了該組件，所以當每次鼠標或觸控點擊時，系統(tǒng)就要遍歷所有可能接受輸入事件的UI元素，就會造成多次的 "點落在矩形中"的檢查，來判斷對象是否該作出反應。在UI很復雜的情況下，這個運算成本就會很高。因此建議確保只有可互動的Canvas才有該組件，節(jié)省CPU運行時間。
4、全屏UI的處理，游戲中可能會有些全屏UI（例如一些設(shè)置界面），會遮擋住場景物體或其他UI元素。然而它們即使被遮擋看不見，CPU和GPU還是會有消耗，因此建議：3D場景完全被遮擋的話，關(guān)閉渲染3D場景的攝像機。被遮蔽的UI，Disable這些Canvas，注意不是SetActive(false）。盡可能的降低幀率，因為這些UI一般不需要頻繁刷新。

題外點：誠然在優(yōu)化中，美術(shù)占比是很重要的，所以咱們從理論上再來理解一下美術(shù)制作流程。

次世代（Next Generation）與傳統(tǒng)游戲相比，次世代游戲是把次世代游戲開發(fā)技術(shù)融入到現(xiàn)代游戲之中，通過增加模型的面數(shù)和貼圖的數(shù)據(jù)量并使用次世代游戲引擎改善游戲的畫面效果。標準表現(xiàn)在：模型達到高精度（高模） 、PBR流程的采用（真實法線+高光貼圖）在真實光照下表現(xiàn)質(zhì)感，屬于新的游戲引擎技術(shù)。
PBR（Physically Based Rendering）：PBR就是一種基于物理渲染，通過對真實世界物理現(xiàn)象進行逼近、模擬、再現(xiàn)，使3D對象在不同環(huán)境下都能展現(xiàn)出逼真的渲染質(zhì)感，并通過材質(zhì)的參數(shù)化將材質(zhì)制作這一手工業(yè)流程轉(zhuǎn)化成為標準化、流水化的工業(yè)流程。

優(yōu)秀的資源鏈接分享：
1、Unity 官方Profiler：https://docs.unity3d.com/Manual/ProfilerMemory.html
Unity URP：https://upr.unity.cn
2 、UWA相關(guān)：
2.1 使用UWA GOT優(yōu)化Unity性能和內(nèi)存：https://blog.uwa4d.com/archives/2029.html
2.2 可試用的產(chǎn)品介紹：https://blog.uwa4d.com/archives/UWA_PipelineV2-4.html
2.3 pipeline產(chǎn)品的介紹：https://blog.uwa4d.com/archives/UWA_Pipeline42.html
2.4 本地資源檢測相關(guān)介紹：https://blog.uwa4d.com/archives/UWAGOTOL_Summary.html
2.5 GOT Online相關(guān)介紹：https://www.uwa4d.com/demo/projects.html
3、Unity 資源相關(guān)：
3.1 Unity 優(yōu)化實踐學習(二) 資源優(yōu)化：https://blog.csdn.net/dengshunhao/article/details/82663719
3.2 Unity場景美術(shù)資源優(yōu)化：https://blog.csdn.net/weixin_34203832/article/details/92379182
3.3 Unity整體性能優(yōu)化篇 第(二)節(jié)-Unity資源優(yōu)化：https://blog.csdn.net/chongzi_daima/article/details/101381290
4、Unity渲染技術(shù)：http://imgtec.eetrend.com/blog/2020/100050575.html
5、如何使用 Unity 和 Arm 分析工具解決移動端游戲性能問題（上篇）：https://mp.weixin.qq.com/s/968NoWRjcV2rNYH51Mbfqg
6、全新Arm Mobile Studio for Unity軟件包，增強移動端性能分析：https://developer.unity.cn/projects/60e2a5f9edbc2a04cfc5e341
7、Unity 性能優(yōu)化經(jīng)驗整理：https://segmentfault.com/a/1190000019844821?utm_source=tag-newest
8、LuaProfiler：https://github.com/leinlin/Miku-LuaProfiler
9、Memory Profiler：https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.memoryprofiler@0.7/manual/index.html
https://www.bilibili.com/video/av334941622
10、垃圾回收：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/garbage-collection/fundamentals
11、Lua引用： https://github.com/jxhgzs/LuaMemorySnapshotDump
12、【Unity項目優(yōu)化】之根據(jù)UPR資源檢測報告進行項目資源優(yōu)化總結(jié)：https://blog.csdn.net/qq_42437783/article/details/124275092