Unity性能优化（二）DrawCall与渲染优化

一、DrawCall是什么

DrawCall是渲染管线的一部分，渲染管线就是绘制图像的流程，具体渲染管线和DrawCall是什么我引用一位博主的文章，讲的很清晰，可以去原地址查看

CPU通过调用图形API接口（ glDrawElements (OpenGl中的图元渲染函数) 或者 DrawIndexedPrimitive (DirectX中的顶点绘制方法) ）命令GPU对指定物体进行一次渲染的操作即为DrawCall。此过程实质上就是在告诉GPU该使用哪个模型的数据（图形API函数的功能就是将CPU计算出的顶点数据渲染出来）。
链接: Unity3D 渲染管线全流程解析

二、如何降低DrawCall

原理：CPU在提交DrawCall的时候，一个mesh和一个texture就对应一次DrawCall，两个mesh一个texture对应两次DrawCall，所以减少DrawCall一般从这两个方面入手，将多个mesh合并成一个，或者用图集将多个texture合并成一个

通过降低mesh

1、静态批处理

Unity静态批处理是一种优化技术，用于在渲染过程中减少绘制调用的数量。在Unity中，每个游戏对象都有一个MeshRenderer组件，用于渲染该对象的网格。当场景中有大量的游戏对象时，每个对象都需要进行一次绘制调用，这会导致性能下降。

静态批处理的目的是将多个游戏对象的网格合并成一个大的网格，然后一次性绘制。这样可以减少绘制调用的数量，提高渲染性能。Unity的静态批处理功能可以自动将静态的游戏对象进行批处理。要启用静态批处理，可以在Unity的Player Settings中勾选"Static Batching"选项。
注意事项：静态批处理的物体需要勾选static状态，并且不能移动

2、动态批处理

如果物体要移动，可以考虑使用动态批处理，但是动态批处理限制条件很大，并且适用于大量物体的渲染，对于少量物体的渲染可能没有明显的性能提升。

3、GPU Instancing

Unity的GPU实例化（GPU Instancing）是一种渲染优化技术，可以在GPU上复制和重用渲染数据，从而减少CPU到GPU的数据传输和渲染调用次数，提高性能。使用GPU实例化可以将多个相同的物体实例化为一个批处理，这些物体可以共享相同的材质和渲染属性。可以一次性渲染多个实例化物体，而不是每个物体都进行单独的渲染调用。使用时在材质上勾选GPU Instancing即可

4、Combine Meshs

手动将多个mesh合并成一个大的mesh，适用于大型静态场景，能起到跟static batch差不多的效果。

示例代码：将代码挂载到父物体上，运行时便会自动合并所有子物体的mesh

[RequireComponent(typeof(MeshFilter))]
[RequireComponent(typeof(MeshRenderer))]
public class ExampleClass : MonoBehaviour
{
    void Start()
    {
        MeshFilter[] meshFilters = GetComponentsInChildren<MeshFilter>();
        CombineInstance[] combine = new CombineInstance[meshFilters.Length];

        int i = 0;
        while (i < meshFilters.Length)
        {
            combine[i].mesh = meshFilters[i].sharedMesh;
            combine[i].transform = meshFilters[i].transform.localToWorldMatrix;
            meshFilters[i].gameObject.SetActive(false);

            i++;
        }
        transform.GetComponent<MeshFilter>().mesh = new Mesh();
        transform.GetComponent<MeshFilter>().mesh.CombineMeshes(combine);
        transform.gameObject.SetActive(true);
    }
}

通过减少texture

1、使用Atlas（图集）

texture atlas

在Unity中，Atlas（图集）是一种将多个小纹理（Texture）合并成一个大纹理的技术。使用图集可以减少渲染调用次数，提高性能和内存利用率。打包图集以后需要使用uv坐标来确定当前材质需要使用的texture

sprite atlas

跟texture atlas使用方法差不多，不过sprite atlas适用于UI元素

三、其他渲染优化

1、mipmap

贴图的分辨率和最终渲染出来的分辨率是不一样的，根据近大远小原理，远处的物体会缩小，所以对应的贴图也会被缩小，此时会导致模糊，闪烁（摩尔纹效应） 等问题，mipmap是一种根据渲染距离，使用不同大小贴图的技术，不仅能解决上述问题，还能减少性能开销。

Mipmap的创建和使用是自动的，只需在纹理导入设置中启用Mipmap选项即可。当Mipmap被启用时，Unity会在导入纹理时自动生成一系列缩小版本的纹理。这些缩小版本的纹理分别是原始纹理的1/2、1/4、1/8…分辨率大小。

注意事项：使用Mipmap会增加纹理的内存占用，因为它包含了多个缩小版本的纹理。

2、LOD (Level of Detail)

多级模型技术，类似于mesh版的mipmap，比如有一个房子，上面有窗台，花盆等细节，当玩家距离较远的时候，再显示这些细节就没有必要了，反正玩家也看不到，这个时候把这些细节删去也几乎不影响效果。

在Unity中，LOD（Level of Detail） Group是一种功能，允许开发者管理和控制场景中物体的细节级别。LOD Group是一个可以添加到游戏对象上的组件，它包含多个LOD级别。

每个LOD级别代表了对象的不同细节级别。例如，第一个LOD级别可能是一个高度详细的模型，而第二个LOD级别可能是一个简化版本，具有更少的多边形。随着相机与物体之间的距离增加，Unity会自动切换到适当的LOD级别，以保持性能。

刺客信条大革命中实现同屏上万NPC就用到了类似的技术，B站有翻译好的视频，非常建议看一下，另外提一嘴，GDC游戏开发者大会，英语全称为 Game Developer Conference，是一年一度的游戏开发者最大的聚会，每年将有数万名游戏开发者参加大会。GDC上有很多大佬讲的游戏方面的知识，质量都很高，其他的视频也可以看一看。

链接: 【中英双字】《刺客信条：大革命》中的同屏上万NPC是如何实现的「GDC」

3、动静分离

首先要讲一下UGUI中canvas更新的原理，系统会检测当前canvas上是否发生了变动（比如鼠标放到某个按钮上，按钮的颜色发生改变），如果有变动，就会刷新整张Canvas。我们可以考虑使用多个canvas，同一个界面下的UI，可活动的元素放在一个Canvas下，不可活动的元素放在另一个Canvas下，这样就只会刷新活动canvas的页面，减少的性能消耗。

4、SRP Batcher

这块我了解不是很深，这里先借用ChatGpt的回答

Unity SRP Batcher是Unity的一种渲染技术，它是在Unity的脚本化渲染管线（Scriptable Render Pipeline，SRP）中的一部分。SRP Batcher旨在提高渲染性能，通过减少CPU到GPU之间的数据传输和渲染状态切换来优化渲染过程。

SRP Batcher通过将多个渲染调用打包成一个批次来实现性能优化。在传统渲染中，每个渲染调用都会导致一次CPU到GPU的数据传输和渲染状态切换，这会带来较大的开销。而SRP Batcher会将多个渲染调用打包成一个批次，然后一次性传输数据和进行状态切换，从而减少了开销。

使用SRP Batcher可以提高游戏的渲染性能，特别是在处理大量渲染调用时。它可以与Unity的各种渲染特性和效果一起使用，并且可以通过自定义SRP进行扩展和优化。

总之，Unity SRP Batcher是Unity中的一种渲染技术，通过打包渲染调用以减少CPU到GPU之间的数据传输和渲染状态切换来优化渲染性能。

5、2的幂

游戏中使用的图片的宽和高尽量设置为2的幂，这样能保证图片的大小是二的幂字节。因为cpu和gpu一次性能处理的字节数是二的幂，例如cpu一次性能处理8个字节，而图片大小为9个字节，那么就要两个周期来处理，仅仅多了一个字节却要浪费掉一个周期。

6、更多可以考虑入手的地方

减少顶点数量，减少材质数量，减少shader数量（SetPass）等

四、总结

性能优化这块内容比较多，如果每一个都贴上代码讲如何使用，将耗费巨大的精力，本文只是列一个提纲，更深入的内容请大家自行学习，可以结合上文将的Profiler工具一起使用