Unity移动端性能优化

发表于2018-07-02
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做手游开发对性能的优化要求比较高,这里就给大家总结了一些关于移动平台上Unity3的性能优化经验。


1.渲染

  • 利用reflect probe代替反射、折射,尽量不用RTT、GrabPass、RenderWithShader、CommandBuffer.Blit (BuiltinRenderTextureType.CurrentActive……)
  • 建立统一后处理框架(bloom、hdr、DOF等)代替多后处理,可以共用模糊函数,减少多次blit;另外要注意RTT的尺寸。
  • 空气折射、热浪扭曲等使用GrabPass不是所有硬件都支持,改为RTT或者后处理来优化。
  • 建立统一shader材质代替单一shader,充分利用shader_feature、multi_compile,并将宏开关显示于界面。
  • 图像混合代替多通道纹理,阴影投射、阴影接收、MetaPass、forwardadd 等pass不需要时要剔除。
  • 少用alpha test、discard、clip、Alpha Converage等,因为会影响Early-Z Culling、HSR的优化。
  • 避免Alpha Blend穿透问题(权重混合、深度剥离等透明排序方法代价太大了)。
  • 光照贴图代替动态阴影、尽量不用实时光;阴影贴图、环境贴图用16位代替32位;利用projector+rtt或者光圈代替实时阴影。
  • 将环境参数(风、雨、太阳)等shader全局参数统一管理。
  • 非主角可以用matcap代替pbr、无金属不一定要用pbr,仔细选择物理渲染所用的FDG(F:schlick、cook-torrance、lerp、要求不高用4次方,D:blinn-phong、beckmann、GGX、GGX Anisotropic,G:neumann、cook-torrance、Kelemen、SmithGGX;standard shader要注意选择BRDF1-BRDF3),渲染要求不高时不用GGX;可以用LH来优化GGX。
  • 用fixed、half代替float,建立shader统一类型(fixed效率是float的4倍,half是float的2倍),小心选择shader变量的修饰(uniform、static、全局),选择Mobile或Unlit目录下shader
  • 使用高低配渲染,内存足够时可以考虑开启mipmap
  • 使用surface shader注意关掉不用的功能,比如:noshadow、noambient、novertexlights、nolightmap、nodynlightmap、nodirlightmap、nofog、nometa、noforwardadd等
  • standard shader的变体太多(3万多),导致编译时间较长,内存占用也很惊人(接近1G),如果使用要关掉没用的shader_feature,比如:_PARALLAXMAP、SHADOWS_SOFT、DIRLIGHTMAP_COMBINED DIRLIGHTMAP_SEPARATE、_DETAIL_MULX2、_ALPHAPREMULTIPLY_ON;另外要去掉多余的pass
  • shaderforge、Amplify Shader Editor生成的shader有多余代码要程序专门优化,Amplify Shader Editor功能更强大一些,而且开源,建议学习。
  • 不要用unity自带terrian,因为即使只用3张splat图,shader也是对应4个的,建议T4M或者转为mesh。
  • 模型和材质相同且数量巨大时用Instance来优化,比如草。
  • 利用查找纹理(LUT)来优化复杂的光照渲染,比如:皮肤、头发、喷漆等。
  • 尽量不要使用Procedural Sky,计算瑞丽散射和米氏散射效率比较低。
  • 尽量不要使用speedtree,改为模型加简单树叶动画,不过SpeedTreeWind.cginc里面的动画函数很丰富,TerrianEngine中的SmoothTriangleWave很好用。
  • 多用调试工具检查shader性能,常用工具有:FrameDebug、Nsight、RenderDoc 、AMD GPU ShaderAnalyzer / PVRShaderEditor、Adreno Profiler 、腾讯Cube、UWA等;另外可以内置GM界面,比如开关阴影,批量替换shader等方便真机调试。

2.脚本

  • 减少GetComponent、find等查找函数在Update等循环函数中的调用、go.CompareTag代替go.tag 、
  • 减少SendMessage等同步函数调用;减少字符串连接;for代替foreach,5.5以后版本foreach已经优化过了;少用linq;
  • 大资源改为异步加载
  • 合理处理协程调用
  • 将AI、网络等放在单独线程
  • 发布优化:关闭log、剔除代码
  • 伪随机
  • 脚本挂载类改为Manager等全局类实现
  • lua中尽量不实现update、fixedupdate等循环函数,lua和csharp互调用的效率比较低。

3.内存管理

  • 池子管理粒子、float UI等小资源,频繁地GC会造成卡顿
  • 必要时主动调用GC.Collect()
  • 按照不同资源、不同设备管理资源生命周期,Resources.Load和Assetbundle统一接口,利用引用计数来管理生命周期,并打印和观察生命周期。保证资源随场景而卸载,不常驻内存,确定哪些是预加载,哪些泄漏。
  • 内存泄漏(减少驻留内存):Container内资源不remove掉用Resources.UnloadUnusedAssets是卸载不掉的;对于这种情况,建议直接通过Profiler Memory中的Take Sample来对其进行检测,通过直接查看WebStream或SerializedFile中的AssetBundle名称,即可判断是否存在“泄露”情况;通过Android PSS/iOS Instrument反馈的App线程内存来查看;
  • 堆内存过大:避免一次性堆内存的过大分配,Mono的堆内存一旦分配,就不会返还给系统,这意味着Mono的堆内存是只升不降的。常见:高频调用new;log输出;
  • CPU占用高:NGui的重建网格导致UIPanel.LateUpdate(按照静止、移动、高频移动来切分);NGUI锚点自身的更新逻辑也会消耗不少CPU开销。即使是在控件静止不动的情况下,控件的锚点也会每帧更新(见UIWidget.OnUpdate函数),而且它的更新是递归式的,使CPU占用率更高。因此我们修改了NGUI的内部代码,使锚点只在必要时更新。一般只在控件初始化和屏幕大小发生变化时更新即可。不过这个优化的代价是控件的顶点位置发生变化的时候(比如控件在运动,或控件大小改变等),上层逻辑需要自己负责更新锚点。 加载用协程; 控制同一个UIPanel中动态UI元素的数量,数量越多,所创建的Mesh越大,从而使得重构的开销显着增加。比如,战斗过程中的HUD血条可能会大量出现,此时,建议研发团队将运动血条分离成不同的UIPanel,每组UIPanel下5~10个动态UI为宜。这种做法,其本质是从概率上尽可能降低单帧中UIPanel的重建开销。
  • 资源冗余:AssetBundle打包打到多份中;动态修改资源导致的Instance拷贝多份(比如动态修改材质,Renderer.meterial,Animation.AddClip)。
  • 磁盘空间换内存:对于占用WebStream较大的AssetBundle文件(如UI Atlas相关的AssetBundle文件等),建议使用LoadFromCacheOrDownLoad或CreateFromFile来进行替换,即将解压后的AssetBundle数据存储于本地Cache中进行使用。这种做法非常适合于内存特别吃紧的项目,即通过本地的磁盘空间来换取内存空间

4.美术

  • 建立资源审查规范和审查工具:PBR材质贴图制作规范、场景制作资源控制规范、角色制作规范、特效制作规范;利用AssetPostprocessor建立审查工具。
  • 压缩纹理、优化精灵填充率、压缩动画、压缩声音、压缩UI(九宫格优于拉伸);严格控制模型面数、纹理数、角色骨骼数。
  • 粒子:录制动画代替粒子、减少粒子数量、粒子不要碰撞
  • 角色:启用Optimize Game Objects减少节点,使用(SimpleLOD、Cruncher)优化面数。
  • 模型:导入检查Read/Write only、Optimize Mesh、法线切线、color、禁用Mipmap
  • 压缩纹理问题:压缩可能导致色阶不足;无透明通道用ETC1,现在安卓不支持ETC2已不足5%,建议放弃分离通道办法。
  • UI:尽可能将动态UI元素和静态UI元素分离到不同的UIPanel中(UI的重建以UIPanel为单位),从而尽可能将因为变动的UI元素引起的重构控制在较小的范围内; 尽可能让动态UI元素按照同步性进行划分,即运动频率不同的UI元素尽可能分离放在不同的UIPanel中; 尽可能让动态UI元素按照同步性进行划分,即运动频率不同的UI元素尽可能分离放在不同的UIPanel中;
  • ugui:可以充分利用canvas来切分不同元素。
  • 大贴图会导致卡顿,可以切分为多个加载。
  • iOS使用mp3压缩、Android使用Vorbis压缩

5.批次

  • 开启static batch
  • 开启dynamic batch:要求模型小于900顶点,用法线小于300,用切线小于180,缩放不一致、使用lightmap、多通道材质等会使dynamic batch无效。
  • 减少GameObject,场景模型数量对fps影响巨大。
  • 批次不是越少越好,过大的渲染数据会给总线传输带来压力。

6.物理

  • 不需要移动的物体设为Static
  • 不要用Mesh碰撞,角色不用碰撞体
  • 触发器逻辑优化
  • 寻路频率、AI逻辑频率 、Fixed Timestep、降帧到30
  • 出现卡顿的复杂计算,例如寻路、大量资源加载 可以用分帧或者协成异步来处理

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