drawcall优化

Unity（或者说基本所有图形引擎）生成一帧画面的处理过程大致可以这样简化描述：引擎首先经过简单的可见性测试，确定摄像机可以看到的物体，然后把这些物体的顶点（包括本地位置、法线、UV等），索引（顶点如何组成三角形），变换（就是物体的位置、旋转、缩放、以及摄像机位置等），相关光源，纹理，渲染方式（由材质/Shader决定）等数据准备好，然后通知图形API——或者就简单地看作是通知GPU——开始绘制，GPU基于这些数据，经过一系列运算，在屏幕上画出成千上万的三角形，最终构成一幅图像。

在Unity中，每次引擎准备数据并通知GPU的过程称为一次Draw Call。这一过程是逐个物体进行的，对于每个物体，不只GPU的渲染，引擎重新设置材质/Shader也是一项非常耗时的操作。因此每帧的Draw Call次数是一项非常重要的性能指标，对于iOS来说应尽量控制在20次以内，这个值可以在编辑器的Statistic窗口看到。

Unity内置了Draw Call Batching技术，从名字就可以看出，它的主要目标就是在一次Draw Call中批量处理多个物体。只要物体的变换和材质相同，GPU就可以按完全相同的方式进行处理，即可以把它们放在一个Draw Call中。Draw Call Batching技术的核心就是在可见性测试之后，检查所有要绘制的物体的材质，把相同材质的分为一组（一个Batch），然后把它们组合成一个物体（统一变换），这样就可以在一个Draw Call中处理多个物体了（实际上是组合后的一个物体）。

但Draw Call Batching存在一个缺陷，就是它需要把一个Batch中的所有物体组合到一起，相当于创建了一个与这些物体加起来一样大的物体，与此同时就需要分配相应大小的内存。这不仅会消耗更多内存，还需要消耗CPU时间。特别是对于移动的物体，每一帧都得重新进行组合，这就需要进行一些权衡，否则得不偿失。但对于静止不动的物体来说，只需要进行一次组合，之后就可以一直使用，效率要高得多。

Unity提供了Dynamic Batching和Static Batching两种方式。Dynamic Batching是完全自动进行的，不需要也无法进行任何干预，对于顶点数在300以内的可移动物体，只要使用相同的材质，就会组成Batch。Static Batching则需要把静止的物体标记为Static，然后无论大小，都会组成Batch。如前文所说，Static Batching显然比Dynamic Batching要高效得多，于是，Static Batching功能是收费的……

要有效利用Draw Call Batching，首先是尽量减少场景中使用的材质数量，即尽量共享材质，对于仅纹理不同的材质可以把纹理组合到一张更大的纹理中（称为Texture Atlasing）。然后是把不会移动的物体标记为Static。此外还可以通过CombineChildren脚本（Standard Assets/Scripts/Unity Scripts/CombineChildren）手动把物体组合在一起，但这个脚本会影响可见性测试，因为组合在一起的物体始终会被看作一个物体，从而会增加GPU要处理的几何体数量，因此要小心使用。

对于复杂的静态场景，还可以考虑自行设计遮挡剔除算法，减少可见的物体数量同时也可以减少Draw Call。

总之，理解Draw Call和Draw Call Batching原理，根据场景特点设计相应的方案来尽量减少Draw Call次数才是王道，其它方面亦然。

U3D DrawCall优化手记

在最近，使用U3D开发的游戏核心部分功能即将完成，中间由于各种历史原因，导致项目存在比较大的问题，这些问题在最后，恐怕只能通过一次彻底的重构来解决

现在的游戏跑起来会有接近130-170个左右的DrawCall，游戏运行起来明显感觉到卡，而经过一天的优化，DrawCall成功缩减到30-70个，这个效果是非常显著的，并且这个优化并没有通过将现有的资源打包图集来实现，图集都是原有的图集，如果从全局的角度对图集再进行一次优化，那么DrawCall还可以再减少十几个

本次优化的重点包括：层级关系和特效

对于U3D，我是一个菜鸟，对于U3D的一些东西是一知半解，例如DrawCall，我得到的是一些并不完全正确的信息，例如将N个纹理打包成一个图集，这个图集就只会产生一个DrawCall，如果不打成图集，那么就会有N个DrawCall，这个观点在很多人的认识里都是正确的，因为可以通过简单的操作来验证，但严格来说，这个观点是错误的，因为它还受层级关系影响！

渲染顺序

U3D的渲染是有顺序的，U3D的渲染顺序是由我们控制的，控制好U3D的渲染顺序，你才能控制好DrawCall

一个DrawCall，表示U3D使用这个材质/纹理，来进行一次渲染，那么这次渲染假设有3个对象，那么当3个对象都使用这一个材质/纹理的时候，就会产生一次DrawCall，可以理解为一次将纹理输送到屏幕上的过程，（实际上引擎大多会使用如双缓冲，缓存这类的手段来优化这个过程，但在这里我们只需要这样子认识就可以了），假设3个对象使用不同的材质/纹理，那么无疑会产生3个DrawCall

接下来我们的3个对象使用2个材质，A和B使用材质1，C使用材质2，这时候来看，应该是有2个DrawCall，或者3个DrawCall。应该是2个DrawCall啊，为什么会有3个DrawCall？？？而且是有时候2个，有时候3个。我们按照上面的DrawCall分析流程来分析一下：

1.渲染A，使用材质1
2.渲染B，使用材质1
3.渲染C，使用材质2

在这种情况下是2个DrawCall，在下面这种情况下，则是3个DrawCall

1.渲染A，使用材质1
2.渲染C，使用材质2
3.渲染B，使用材质1

因为我们没有控制好渲染顺序（或者说没有去特意控制），所以导致了额外的DrawCall，因为A和B不是一次性渲染完的，而是被C打断了，所以导致材质1被分为两次渲染

那么是什么在控制这个渲染顺序呢？首先在多个相机的情况下，U3D会根据相机的深度顺序进行渲染，在每个相机中，它会根据你距离相机的距离，由远到近进行渲染，在UI相机中，还会根据你UI对象的深度进行渲染

那么我们要做的就是，对要渲染的对象进行一次规划，正确地排列好它们，规则是，按照Z轴或者深度，对空间进行划分，然后确定好每个对象的Z轴和深度，让使用同一个材质的东西，尽量保持在这个空间内，不要让其他材质的对象进入这个空间，否则就会打断这个空间的渲染顺序

在这个基础上，更细的规则有：

• 场景中的东西，我们使用Z轴来进行空间的划分，例如背景层，特效层1，人物层，特效层2
• NGUI中的东西，我们统一使用Depth来进行空间的划分
• 人物模型，当人物模型只是用一个材质，DrawCall只有1，但是用了2个以上的材质，DrawCall就会暴增（或许对材质的RenderQueue进行规划也可以使DrawCall只有2个，但这个要拆分好才行），3D人物处于复杂3D场景中的时候，我们的空间规则难免被破坏，这只能在设计的时候尽量去避免这种情况了
• 使用了多个材质的特效，在动画的过程中，往往会引起DrawCall的波动，在视觉效果可以接受的范围内，可以将特效也进行空间划分，假设这个特效是2D显示，那么可以使用Z轴来划分空间

打包图集

每个材质/纹理的渲染一定是会产生DrawCall的，这个DrawCall只能通过打包图集来进行优化

制作图集一般遵循几个规则：

• 从功能角度进行划分，例如UI可以划分为公共部分，以及每个具体的界面，功能上，显示上密切相关的图片打包到一起
• 不要一股脑把所有东西打包到一个图集里，特别是那些不可能同时出现的东西，它们就不应该在一个图集里，这样的图集意义不大，减少不了DrawCall，并且一个你不需要显示的图片，会一直占用你的内存，这让我非常不爽
• 注意控制图集的大小，不要让图集太大，一个超级大图集的DrawCall消耗或许顶的上十几个小图集的消耗

字符图集，在使用BMFont或者其他工具生成图片字的时候，我们往往是直接导入一大串文字，然后直接生成图片，但实际上这上面的操作也有优化空间，例如BMFont生成的图片大小，是可以设置的，有两个规则，一个规则是导出的图片尽量小，另一个是导出的图片尽量少，默认的大小应该是512x512，假设你生成的图片256x256就可以容纳，那么多做一个操作你可以节省这么多空间，另外当你输入多几个字，就导致增加一张图片时，例如1024变成2048，那么你可以考虑使用3张512的图片，这样也会节省空间

经过精心划分的图集在加上精心规划的渲染顺序，DrawCall会有一个质的优化

特效清理

U3D提供了非常便捷的方法让我们很轻易地使用美术给过来的特效，懒惰的U3D程序猿会直接放入U3D，甚至不去看这是个什么特效，我们的特效一般都是一瞬间的事情，例如技能特效，或者其他什么特效，那么特效播放完，这个特效我们就看不到了，但假设这个特效在播放结束的时候，没有将自身的Active属性设置为false，那么它就会继续占用你的DrawCall，消耗你设备的计算能力，所以程序需要保证当一个特效播放完之后，能够被消耗，或者设置为非激活的状态，可以使用一些公共方法来完成特效播放完之后的清理工作（自己实现2个静态函数，一个播放完销毁，一个播放完设置未激活）

完成DrawCall的优化之后，接下来就是内存的优化了，（内存优化手记 待续）