Unity 2017 Game Optimization 读书笔记 Dynamic Graphics (3)
Rendering performance enhancements
Enable/Disable GPU Skinning
开启GPU Skinning可以减轻CPU或GPU中Front End部分中某一个的负担，但是会加重另一个的负担。Skinning是mesh中的顶点根据动画中骨骼的当前位置进行计算，从而让角色摆出正确的姿势。
顶点的计算过程可以放在CPU也可以放在GPU的Front End 部分，取决于是否开启GPU Skinning。可以通过 Edit | Project Settings | Player Settings | Other Settings | GPU Skinning 设置。
开启后，计算会放在GPU的Frond End中，但是CPU并不是一点工作都不做了，还是需要传输数据到GPU并且要在Command Buffer中生成指令。如果不开启，则计算在CPU中完成，传输到GPU中的数据已经是计算好的顶点数据。所以根据CPU和GPU的状态可以灵活决定应该在哪算，如果CPU负担太重就开启，把工作丢给GPU。
Reduce geometric complexity
这条跟GPU中的Font End相关。很多时候用不到需要多套无用UV和法线数据的mesh。尽量减少顶点数量,有三种途径：
1. 让美术老铁们手动减少顶点数量重新生成mesh
2. 干脆从场景里删掉，当然这是最坏情况
3. 使用LOD等技术自动对mesh进行culling
Reduce Tessellation
通过Geometry Shaders中使用Tessellation技术会带来很大的体验提升，但是也给GPU中Frond End增加了负担。目前对于如和优化Tessellation也没啥好办法，还是尽量优化Frond End中其他地方给Tessllation省出更多空间吧。
Employ GPU Instancing
GPU Instancing比Dynamic Batching更高效，因为它并不需要mesh的合并，但是也要求更严格，material引用和mesh必须都一致才可以。GPU Instancing可以有效的减少Draw Call，但是它在Unity中默认是没有被开启的，在每个material中可以设置是否开启。
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Unity automatically picks MeshRenderer components and
Graphics.DrawMeshcalls for instancing. Note that SkinnedMeshRenderer is not supported. -
Unity only batches GameObjects that share the same Mesh and the same Material in a single GPU instancing draw call. Use a small number of Meshes and Materials for better instancing efficiency. To create variations, modify your shader scripts
to add per-instance data (see next section to learn more about this).
https://docs.unity3d.com/Manual/GPUInstancing.html
Use mesh-based Level Of Detail(LOD)
LOD就是根据物体和摄像机的距离不同可以自动使用不同精度的mesh，因为距离很远的地方根本没必要用精度很高的模型。
LOD的缺点之一是开发起来比较费劲，会需要美术提供不同精度的模型，场景设计师需要生成LOD Groups，还要进行测试效果，这会花费很多时间，当然目前一些插件提供了自动生成LOD Mesh的功能。
LOD另一个缺点是需要消耗更多的磁盘和内存以及CPU，但是优点也非常明显，就可以有效减少顶点数量，降低Draw Call和Fill Rate以及 Memory Bandwidth。
LOD也不是总适用，对于内景以及摄像机是从上往下俯角的游戏，比如RTS和MOBA类游戏，物体和摄像机的距离基本都一致，所以LOD根本不会起到什么效果。
总之是否使用LOD需要视情况而定，如果性能并没有出现瓶颈，没有必要使用。
Culling Groups
通过脚本，可以自定义LOD系统，比如可以根据distance使用不同精度的动画，使用不同的shader以及粒子特效等。当然使用Culling Gropus也会带来开发上额外的工作量。https://docs.unity3d.com/Manual/CullingGroupAPI.html
Make use of Occlusion Culling
同时能降低Fill Rate和Overdraw最好的途径之一就是使用Occlusion Culling（遮挡剔除）。Frustum Culling（视锥剔除）只能剔除掉摄像机外的物体，但是对于摄像机内的物体，常规渲染的顺序是从远到近，因此当近物体挡住了远处物体时，就会产生OverDraw。
没有遮挡剔除时，远处物体也会被渲染
Occlusion Culling可以有效剔除摄像机内被近处物体挡住的部分。Unity把场景切割成cells，在Editor中烘焙生成Cells间遮挡剔除关系的数据，在运行时，加载烘焙好的数据到内存中，对于设置了遮挡剔除的摄像机，就会根据这个数据来进行渲染。
使用遮挡剔除时，远处物体会被剔除掉
只有标记为Occluder Static 或者 Occludee Static的物体可以产生遮挡剔除数据。对于普通物体，既能遮挡其他物体又能被其他物体遮挡，使用Occluder。对于透明物体，并不能遮挡其他物体，使用Occludee。
开启Occlusion Culling会增加存储空间和内存以及CPU的开销，因此对于Occlusion Culling烘焙时要设置合适的Cell参数。
特别注意的是即使物体被Occlusion Culling剔除掉了，但是它的阴影依然会被渲染。
Optimizing Particle Systems
粒子系统中，要注意粒子生成的数量以及使用Shader的复杂度，粒子的数量会影响Front End，而shader中使用大量的Texture会
在Back End消耗Fill Rate和Memory Bandwidth。
最直接的优化方法就是减少粒子数量和减少特效数量，使用图集也是优化方法之一。但是经常忽略的一个优化方法是使用Particle System Culling。
Make use of Particle System Culling
关于 Particle System Culling 的一篇blog：https://blogs.unity3d.com/2016/12/20/unitytips-particlesystem-performance-culling/.
Particle System Culling的基本原理就是是否可以预测，如果一个粒子特效的各种参数设置使得其行为样式时可以被预测的，当它并不在视野中时就可以自动的被剔除掉，当重新进入视野中时，因为是可以预测的，所以可以计算出此时此刻应有的样子。
但是一些设置可能会导致粒子系统变得不可预测或者非程序化，那就无法使用Particle System Culling，无论是否可见，粒子系统必须一直保持运行。比如Particle System 使用world-space坐标，使用碰撞，或者复杂的动画曲线等等，都可能会使得其不可预测。Unity提供了一个非常有用的Warning，来提示改设置是否会导致粒子系统无法自动 Culling。
Avoid recursive Particle System calls
Particle System中很多方法都是递归的，调用他们会遍历每一个child并且调用 GetComponent
Start(), Stop(), Pause(), Clear(), Simulate(), and isAlive（）都是这种函数。但是这些函数里其实有个withChildren参数，Unity默认设置为true，如果手动设置为false，就可以避免递归行为。