Unity ImageEffect 效率分析

发表于2016-05-10
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一、问题

      Unity引擎里对渲染后期处理效果很多,如Bloom、运动模糊、景深等效果。实现过程是在作用的摄像机上加脚本并实现OnRenderImage方法,Graphics.Blit(source, destination, material);使用材质material的shader处理缓存的数据,再拷贝回屏幕缓存。

      使用ImageEffect之后,发现在某些机型上(华为mate7、三星N7100),运行效率极低,明显卡顿。UnityProfiler查看真机渲染情况

http://km.oa.com/files/post_photo/203/239203/40b80cf418417518e37dedd85e9fe2321430724010.jpg

 

二、调查分析

       Unity文档并没有相关的详细介绍,实现的细节也不得而知。论坛里Camera.AAResolve解释为与抗锯齿有关系,关闭全屏抗锯齿之后测试,确实不会卡顿了。

http://avocado.oa.com/fconv/files/201505/abe13b70709ed7db1ed4b706f61fbb95.files/doc_image_1_w664_h169.jpg

      目前主流移动 GPU 由三家公司生产,英国 Imagination 公司的 SGX 系列,美国高通公司的 Adreno 系列,以及著名显卡芯片商美国 NVIDIA 公司的移动 GeForce 系列。Arm的mali作为非主流,但在市场上有不小的份额,华为Mate7、三星N7100的GPU正是mali系列。

使用Mali Graphics Debugger查看渲染如图:

http://avocado.oa.com/fconv/files/201505/abe13b70709ed7db1ed4b706f61fbb95.files/doc_image_2_w892_h257.jpg

在前2个drawcall里都调用了glReadPixels接口

http://avocado.oa.com/fconv/files/201505/abe13b70709ed7db1ed4b706f61fbb95.files/doc_image_3_w918_h36.jpg

glReadPixels的最后参数不为空,则表示数据从显存传输到系统内存,从CPU到GPU的逆向传输,这是非常缓慢的过程,并且是阻塞模式。

看看其它机型渲染情况,下面是高通的gpu,使用adrenoprofiler查看。

http://avocado.oa.com/fconv/files/201505/abe13b70709ed7db1ed4b706f61fbb95.files/doc_image_4_w1091_h327.jpg

它并没有调用glReadPixels,而是使用了glBindFramebuffer。FBO(Frame buffer object)在使用前需要绑定,void glBindFramebuffer(GLenum target, GLuint id);第一个参数是指定绑定操作,读、写或可读可写。第二个参数指定绑定的对象,如果是0,则是默认的帧缓存对象。

这是使用了改变渲染目标缓存的方法。

由此可知不同硬件上处理的方式不一样,具体是因为Unity内部实现的原因或是硬件支持不够。查看opengl版本的版本历史和发展

http://avocado.oa.com/fconv/files/201505/abe13b70709ed7db1ed4b706f61fbb95.files/doc_image_5_w620_h718.jpg

最大变化的版本是OPENGL3.0。其中正式把帧缓冲对象(framebuffer object)划入core profile;缓冲对象之间可以互相拷贝像素到持有的不同的render target,是性能上的提升。

在FBO中使用多重采样抗锯齿,在3.0版本才加入的特性,若渲染接口不支持,则用了比较低级的API来完成获取屏幕缓存数据,导致了卡顿。

 

我们项目使用的是OPENGL2.0,而mali系列并没有很好的支持OPENGL2.0的接口。

用OPENGL3.0导出apk运行在华为mate7(mali系列)上,是没问题的。

http://avocado.oa.com/fconv/files/201505/abe13b70709ed7db1ed4b706f61fbb95.files/doc_image_6_w1158_h321.jpg

http://avocado.oa.com/fconv/files/201505/abe13b70709ed7db1ed4b706f61fbb95.files/doc_image_7_w1148_h242.jpg

同样使用了改变渲染目标缓存的方法,因为3.0版本的FBO支持多采样。

三、问题结论

OPENGL2.0,ImageEffect屏幕后期处理时,改变渲染目标缓存,绑定FBO,若不在ProjectSettings里设置全屏抗锯齿是没问题的。若设置了全屏抗锯齿,不同硬件对不同版本OPENGL的支持不定。

 

四、解决方案

1、关闭抗锯齿。

2、提升OPENGL版本到3.0。

3、不使用unity的OnRenderImage方法,直接使用渲染到纹理的方法。

 

第一种方案效果有损失,不可取;第二种可行,但版本的提升可能会有些不可预估的问题,3.0版本也弃用了很多的特性;第三种最可行,渲染到纹理的方法在绝多数机型都支持。实现方法如下:

1、  摄像机上挂接一个脚本

2、  Start方法,temp = RenderTexture.GetTemporary获取渲染纹理

3、  Update方法,设置Camera.targetTexture = temp;

4、  OnPostRender方法,设置Camera.targetTexture =null;Graphics.Blit(temp, null, material);

运行结果:

http://avocado.oa.com/fconv/files/201505/abe13b70709ed7db1ed4b706f61fbb95.files/doc_image_8_w1154_h230.jpg

http://avocado.oa.com/fconv/files/201505/abe13b70709ed7db1ed4b706f61fbb95.files/doc_image_9_w840_h195.jpg

此证明我的mate7还是可以的,哈哈。

 

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