优化相关知识01

抄书笔记：UnityShader入门精要 冯乐乐
移动平台的特点：
为了尽可能一处那些隐藏的表面，减少overdraw（一个像素被多次绘制），PowerVr芯片使用了基于瓦片的延迟渲染架构，把所有的渲染图像装进一个tile中（瓦片中），再由硬件找到可见的片元，而只有这些可见的片元才会执行片元着色器；
另一些基于瓦片的GPU架构，例如果高通的芯片，ARM的芯片，则会使用Early_z或者相似的技术进行一个低精度的深度检测，来剔除那些不需要的渲染的片元。
还有一些GPU例如英伟达的芯片，则使用了传统的架构，因此在这设备上，overDraw可能造成性能的瓶颈；

由于这些芯片的架构造成的不同，一些游戏往往需要针对不同的芯片发布不同的版本，以便于对每个芯片进行更有针对性的优化。尤其是在andriod平台上，不同设备使用的硬件，例如图形芯片、屏幕分辨率差别很大。这对图形优化提出了更高的挑战。相比Android平台，ios平台的硬件条件相对统一。

影响性能的因素：
影响游戏性能的因素，对于一个游戏来说，它主要需要使用两种计算资源GPU和CPU。他们互相合作，让游戏在预期的帧率和分辨率下工作。
CPU主要负责保证帧率，GPU负责分辨率相关的一些处理；
CPU：
1）过多的DrawCall
2）复杂的脚本或者物理模拟；
GPU：
1）顶点处理过多；
2）过多的逐顶点计算；
3）过多的片元（即可能是由于分辨率造成的，也有可能是overdraw造成的）；
4）过多的逐片元计算；
宽带：
使用了尺寸很大且未压缩的纹理；
分辨率过高的帧缓存；

对于CPU来说，限制他的主要是每一帧中drawCall数目。
CPU在每次通知GPU进行渲染之前，都需要提前准备好顶点数据（例如位置、法线、颜色、纹理坐标等），然后调用一系列的API把他们放进GPU可以访问的制定位置，最后调用一个绘制命令，告诉Gpu进行渲染；过多的drawcall会造成CPU的性能瓶颈。这是因为每次调用DrawCall的使坏，CPU往往需要改变很多渲染的状态的设置，这些操作非常耗时！如果一帧中的DrawCall数目过多的话，就会导致CPU把大部分时间都花费在提交DrawCall上了。当然，其他原因可能造成DrawCall瓶颈，例如物理、布料模拟、蒙皮、例子模拟等；这些计算量都很大；
对于GPU来说，他负责整个渲染流水线。他从处理CPU传递过来的模型数据开始，进行顶点着色器、片元着色器等一系列的工作，最后输出屏幕上的每个像素。因此GPU性能瓶颈和处理的顶点数目、屏幕分辨率、显存等因素有关；
CPU优化：
使用批处理技术，减少drawcall的数目；
GPU优化：
优化几何体，使用模型的LOD（level of detail） 技术；
使用遮挡剔除技术；
减少需要处理的片元数目：
控制绘制顺序
警惕透明物体；
减少实时光照；
减少计算复杂程度：
使用Shader的 LOD（level of Detail) 技术；
代码方面的优化
节省内存宽带：
减少纹理大小；
利用分辨率进行缩放；
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Unity中的渲染统计窗口：
每帧的时间和FPS 在Graphics的右侧显示，给出了处理和渲染一帧所需的时间，以及FPS数目；
Batches 一帧中需要进行批处理的数目；
Saved by bathcing 合并的批处理数目，这个数字表明了批处理为我们节省了多少DrawCall
Tris和Verts 需要绘制的三角形和顶点数目；
Screen 屏幕的大小，以及它占用的内存；
SetPass 渲染使用的Pass数目，每个Pass都需要Unity的runtime来绑定一个新的shader，这可能造成CPU的瓶颈；
Visible Skinned Meshes 渲染的蒙皮网格的数目；
Animaitions 播放的动画数目