unity VR游戏帧数优化（一）

基于之前制作项目的经历教训，深刻认识到了项目优化的重要性；VR游戏的流畅度是影响用户体验的一个很重要的因素，而且，三区的场景模型也是一个有很多面的模型，运行起来会相当占资源，为了解决运行卡顿的问题，就必须在代码以及系统的搭建中时刻注意对资源的合理使用。 
所以，我进行了关于游戏优化的相关学习，并将好的博客内容进行了整理。

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影响性能的因素

对于一个游戏来说，有两种主要的计算资源：CPU和GPU。它们会互相合作，来让我们的游戏可以在预期的帧率和分辨率下工作。CPU负责其中的帧率，GPU主要负责分辨率相关的一些东西。

总结起来，主要的性能瓶颈在于：

CPU 
●过多的Draw Calls 
●复杂的脚本或者物理模拟

顶点处理 
●过多的顶点 
●过多的逐顶点计算

像素（Fragment）处理 
●过多的fragment，overdraws 
●过多的逐像素计算

带宽 
●尺寸很大且未压缩的纹理 
●分辨率过高的framebuffer

对于CPU来说，限制它的主要是游戏中的Draw Calls。那么什么是Draw Call呢？如果你学过OpenGL，那么你一定还记得在每次绘图前，我们都需要先准备好顶点数据（位置、法线、颜色、纹理坐标等），然后调用一系列API把它们放到GPU可以访问到的指定位置，最后，我们需要调用_glDraw*命令，来告诉GPU，而调用_glDraw*命令的时候，就是一次Draw Call。上面说到过，我们想要绘制图像时，就一定需要调用Draw Call。例如，一个场景里有水有树，我们渲染水的时候使用的是一个material以及一个shader，但渲染树的时候就需要一个完全不同的material和shader，那么就需要CPU重新准备顶点数据、重新设置shader，而这种工作实际是非常耗时的。如果场景中，每一个物体都使用不同的material、不同的纹理，那么就会产生太多Draw Call，影响帧率，游戏性能就会下降。当然，这里说得很简单，更详细的请自行谷歌。其他CPU的性能瓶颈还有物理、布料模拟、粒子模拟等，都是计算量很大的操作。

而对于GPU来说，它负责整个渲染流水线。它会从处理CPU传递过来的模型数据开始，进行Vertex Shader、Fragment Shader等一系列工作，最后输出屏幕上的每个像素。因此它的性能瓶颈可能和需要处理的顶点数目的、屏幕分辨率、显存等因素有关。总体包含了顶点和像素两方面的性能瓶颈。在像素处理中，最常见的性能瓶颈之一是overdraw。Overdraw指的是，我们可能对屏幕上的像素绘制了多次。

优化技术

• 顶点优化 
  
  • 优化几何体
  • 使用LOD技术
  • 使用遮挡剔除技术
• 像素优化 
  
  • 控制绘制顺序
  • 警惕透明物体
  • 减少实时光照
• CPU优化 
  
  • 减少Draw Calls
• 带宽优化 
  
  • 减少纹理大小
  • 利用缩放 
    以下进行详细介绍。

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顶点优化

优化几何体

在建模时，要有意识的减少三角面片的数量 
三维软件里更多地是站在我们人类的角度理解顶点的，即我们看见的一个点就是一个。而Unity是站在GPU的角度上，去计算顶点数目的。而在GPU看来，看起来是一个的很有可能它要分开处理，从而就产生了额外的顶点。这种将顶点一分为多的原因，主要有两个：一个是UV splits，一个是Smoothing splits。而它们的本质其实都是因为对于GPU来说，顶点的每一个属性和顶点之间必须是一对一的关系。UV splits的产生，是因为建模时，一个顶点的UV坐标有多个。例如之前的立方体的例子，由于每个面都有共同的顶点，因此在不同面上，同一个顶点的UV坐标可能发生改变。这对于GPU来说，这是不可理解的，因此它必须把这个顶点拆分成两个具有不同UV坐标的定顶点，它才甘心。而Smoothing splits的产生也是类似的，不同的时，这次一个顶点可能会对应多个法线信息或切线信息。这通常是因为我们要决定一个边是一条Hard Edge还是Smooth Edge。Hard Edge通常是下面这样的效果（注意中间的折痕部分）： 
 
 
而如果观察它的顶点法线，就会发现，折痕处每个顶点其实包含了两个不同的法线。因此，对于GPU来说，它同样无法理解这样的事情，因此会把顶点一分为二。而相反，Smooth Edge则是下面的情况： 
 
 
对于GPU来说，它本质上只关心有多少个顶点。因此，尽可能减少顶点的数目其实才是我们真正对需要关心的事情。因此，最后一条优化建议就是：移除不必要的Hard Edge以及纹理衔接，即避免Smoothing splits和UV splits。

LOD技术

LOD是对模型建立了一个模型金字塔，根据摄像机距离对象的远近，选择使用不同精度的模型。它的好处是可以在适当的时候大量减少需要绘制的顶点数目。它的缺点同样是需要占用更多的内存，而且如果没有调整好距离的话，可能会造成模拟的突变。一般是在解决运行时流畅度的问题，采用的是空间换时间的方式。

1. 准备3组模型，高精度模型，中精度模型，和低精度模型，并按照复杂程度自高向低的为模型命名 
   

2. 定义一个空对象，添加LODGroup组件，如图所示： 
   

3. 分别将刚刚准备好的三种不同精度的模型，拖拽到空对象的LODGroup组件的各个级别上。首先给LOD组件的“LOD 0”（LOD 0 表示摄像机最近距离显示）添加对应的模型。（LOD 0 对应高精度模型，然后拖拽到Add上面即可）如图所示： 
   

4. 在LOD组件添加模型的过程中会弹出如图所示的提示信息，表明要把添加的模型作为LODGroup组件所属对象的子物体，单击”Yes,Reparent”按钮即可

5. 为使构造的LOD游戏对象显示得更加自然，需要把LOD下的三个子物体进行”对齐“处理。（将其相对于父物体的坐标置为0） 
    
   最后在Scenes视图中，拖动摄像机分别近距离与远距离观察模型的变化即可。

使用遮挡剔除技术（Occlusion culling）

附上不错的教程 基础

接下来的内容，会在下一篇中进行整理。