Unity 的各种 Drawcall 优化的技术原理与优缺点以及使用的情况详解

目录

前言

一、Batching

1.Static Batching（静态合批）

2.Dynamic Batching（动态合批）

3.GPU Instancing（GPU实例化）

二、Culling

1.Frustum Culling（视锥体剔除）

​2.Occlusion Culling（遮挡剔除）

三、LOD（细节层次） 

四、合理使用Shader 

1.使用简单的Shader

2.避免使用过多的纹理

3.避免使用复杂的光照

五、使用GPU优化技术

1.使用GPU剪裁

2.使用GPU粒子系统

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前言

Unity是目前游戏开发中最为流行的游戏引擎之一，而Drawcall优化是Unity游戏开发中一个非常重要的环节。

在Unity中，Drawcall是指CPU将数据发送到GPU进行渲染的操作，因此优化Drawcall可以有效提高游戏的性能，本文将详细介绍Unity中的各种Drawcall优化技术原理、优缺点以及使用情况。

一、Batching

Batching是Unity中最常用的Drawcall优化技术之一，它将多个物体合并成一个批次渲染，从而减少Drawcall的数量。在Unity中，有以下三种Batching方式：

1.Static Batching（静态合批）

静态合批是指在场景中不会发生变化的物体，可以将它们合并成一个批次进行渲染。这种方式适用于静态场景，比如场景中的建筑、地形等。

2.Dynamic Batching（动态合批）

动态合批是指在场景中会发生变化的物体，可以将它们合并成一个批次进行渲染。这种方式适用于动态场景，比如场景中的角色、NPC等。

动态合批的原理是将多个物体的顶点数据合并成一个大的顶点缓冲区，然后通过修改shader的顶点数据来实现多个物体的渲染。动态合批是自动完成的，无需手动配置。

动态合批的优点是可以减少Drawcall的数量，从而提高游戏的性能。缺点是需要在运行时进行顶点数据的修改，可能会影响游戏的性能。

3.GPU Instancing（GPU实例化）

GPU实例化是指使用相同的材质和网格来渲染多个物体，但每个物体的属性（位置、颜色等）不同。这种方式适用于需要大量重复的物体，比如草地、树木等。

GPU实例化的原理是使用一个实例化缓冲区存储每个物体的属性，然后使用shader中的实例化数据来渲染多个物体。GPU实例化需要在shader中进行配置，可以使用Unity提供的“DrawInstanced”命令来实现。

GPU实例化的优点是可以减少Drawcall的数量，从而提高游戏的性能。缺点是需要在shader中进行配置，可能会增加开发难度。 

二、Culling

Culling是指剔除不在摄像机视野范围内的物体，从而减少Drawcall的数量。在Unity中，有以下两种Culling方式：

1.Frustum Culling（视锥体剔除）

2.Occlusion Culling（遮挡剔除）

遮挡剔除是指将被遮挡的物体剔除，从而减少Drawcall的数量。在Unity中，可以使用“Occlusion Culling”选项来控制需要剔除的物体。

遮挡剔除的原理是将场景中的物体投影到不可见的Occlusion区域上，然后判断是否被遮挡。如果被遮挡，则将其剔除。

遮挡剔除的优点是可以减少Drawcall的数量，从而提高游戏的性能。缺点是需要在运行时进行计算，可能会影响游戏的性能。

三、LOD（细节层次） 

四、合理使用Shader 

Shader是Unity中非常重要的组件之一，它可以控制物体的渲染效果。在使用Shader时，应该注意以下几点：

1.使用简单的Shader

简单的Shader可以减少GPU的负担，从而提高游戏的性能。比如，使用单色Shader来渲染简单的物体，可以减少不必要的计算。

2.避免使用过多的纹理

过多的纹理会增加GPU的负担，从而降低游戏的性能。在使用纹理时，应该尽量使用较小的纹理，并避免使用重复的纹理。

3.避免使用复杂的光照

复杂的光照会增加GPU的负担，从而降低游戏的性能。在使用光照时，应该尽量使用简单的光照，并避免使用过多的光源。 

五、使用GPU优化技术

除了以上的优化技术外，还可以使用GPU优化技术来提高游戏的性能。在Unity中，有以下两种GPU优化技术：

1.使用GPU剪裁

发难度

2.使用GPU粒子系统

GPU粒子系统是指使用GPU来渲染粒子效果，从而减少CPU的负担。在Unity中，可以使用“ParticleSystem”组件来实现GPU粒子系统。

GPU粒子系统的优点是可以减少CPU的负担，从而提高游戏的性能。缺点是需要在shader中进行配置，可能会增加开发难度。

综上所述，Drawcall优化是Unity游戏开发中一个非常重要的环节。在优化Drawcall时，应该根据游戏的实际情况选择合适的优化技术，并注意其优缺点以及使用情况。只有综合使用各种优化技术，才能最大程度地提高游戏的性能。