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Batching
在GPU渲染前#xff0c;CPU会把数据按batch发送给GPU#xff0c;每发送一次#xff0c;都是一个drawcall#xff0c;GPU在渲染每个batch的时候#xff0c;会切换渲染状态#xff0c;这里的渲染状态指的是#xff1a;影响对象在屏幕上的外观的渲染属性…CPU压力
Batching
在GPU渲染前CPU会把数据按batch发送给GPU每发送一次都是一个drawcallGPU在渲染每个batch的时候会切换渲染状态这里的渲染状态指的是影响对象在屏幕上的外观的渲染属性或材质比如材质球贴如颜色渲染模式(透明、半透明)等
unity中的合批方式
优先级: SRP Batcher / Static Batching GPU Instancing Dynamic Batching
Draw Call Batching的使用条件 1. 支持Mesh Renderers、Trail Renderers、Line Renderers、Particle Systems 和Sprite Renderers,且只能批量处理相同类型的Renderer不支持skin renderers
2. 需要使用相同的材质,因此在脚本中要使用Renderer.sharedMaterial而不是 Render.material,后者生成的是材质的副本,会打断合批 3. 使用MaterialPropertyBlock也会打断合批,不过它还是比使用多个材质要快 4. 透明物体的渲染严格按照先后顺序执行,合批很容易被打断 5. 尽量不要使用负的缩放值
StaticBatching:
static batching 的目的不是减少drawcall ,而是减少渲染状态的改变因为在渲染之前要设置该物体的各种渲染属性如果是同一个批次只设置一次就好了。
static batching 之所以不会减少drawcall是因为静态合批的物体是可以被裁剪的它只是合并了顶点数组但是顶点索引还是单独的这样就可以根据索引值来决定绘制哪些submesh,比如10个网格 static batch 成了一个网格但是第5个网格没在视锥体内则有2个drawcall第1-4个submesh第6-10个submesh,第5个是被裁剪了虽然是2个drawcall但是渲染状态只设置1次
如果不静态合批虽然这10个mesh 的材质球、贴图都是一样的也会分10个drawcall 去绘制也就是10个batch ,要设置10次渲染状态。 细节补充: 1. 在编辑器中静态合批,Unity不会使用任何运行时的CPU资源来生成网格数据 2. 运行时进行静态合批会有一次较高的CPU峰值,可能会造/成一次卡顿3. 完成静态合批后,对象成为一个整体,且为静态,无法修改Transform属性 4. 运行时可以对合批后的根对象staticBatchRoot进行Transfform属性的修改, 5. 不过运行时合批的对象需要开启Read/Write选项
手动网格合并
手动合并网格和静态合批差不多但是它不能裁剪submesh如果视野中只有单个submesh也会绘制整个mesh
Dynamic Batching
它在Unity中有两种类型一种针对网格一种针对动态生成的几何体比如粒子系统
动态合批的目的是为了减少CPU的耗时但是合批本身就消耗CPU所以它里合批的条件比较严格
GPU Instance
原理:Unity对于所有符合要求的对象,将其位置、缩放、uv偏移、lightmappindex等相关信息一次性存到Constant Buffer常量缓冲区中当一个对象作为实例进入渲染流程时,会根据传入的Instance ID来从显存中取出对应的信息,用于后续的渲染阶段不用每次都发送数据到GPU以此实现优化的效
使用方法 1. 在材质的Inspector面板中勾选Enable Instancing的选项 2. 使用Graphics.DrawMeshInstanced或Graphics.DrawMeshInstancedirdirect 手动调用GPU instanceMaterialPropertyBlock
使用MaterialPropertyBlock设置随机颜色不会打断合批如果直接用material.setcolor 则会打断合批因为那是一个单独的材质球它和GPU Instance 最适配和SRP Batcher最不适配缺点优先级比较低、提交一次drawcall 耗时比平常要多一点
优点:
相比静态合批不会带来额外的内存压力相比动态合批没有严格的顶点限制与MaterialPropertyBlock很适配,不会打断合批
适用场景: 需要画大批相同Mesh的场景,如草海、树林之类的
SRP Batcher
对于使用相同的着色器变体的材质也就是对shader合批即使材质球不一致只要shader一致就可以当项目切换到SRP管线后,通过UniformBuffer传递信息开启SRP Batcher后,会预先生成Uniform Buffer,批量传递信息SRP Batcher以Shader为单位进行合批,可以有效降SetPassCall(设置渲染状态)的数目,用于CPU性能优化
原理
对于未开启SPR Batcher的渲染流程是每一个物体的属性都会在GPU上存在一个CBuffer这里面包括Gameobject 属性比如transformmaterial 属性比如材质光照贴图等。当其中属性更新时就要重新设置数据每增加一个material 就会设置一遍对应的cbuffer耗费CPU
开启了之后流程发生了变化相同的shader对于那些不同的属性比如transform会生成一个大的buffer对于相同的属性比如光照贴图等每一个都生成一个小的permaterial当有状态改变时才会修改该buffer如果只是修改了transform只会通过偏移写入相同位置的数据。
而对于新增的material它的shader没变则合批就不会变
传统上,人们倾向于减少Draw Call的数量来优化CPUDraw Call本身只是推入GPU命令缓冲区的一些字节真正的CPU成本来自于DrawCall之前的许多设置SRP Batcher不会减少DrawCall的数量,它只是降低了Draw Call之间的设置成本渲染管线要求: 支持URP、HDRP、SRP,不支持Built-in管线游戏对象要求: 必须包含一个Mesh或者Skinned Mesh,不能是粒子 不能使用MaterialPropertyBlock Shader必须兼容SRP Batcher
优点: 节省UniformBuffer的写入操作支持动态物体,支持的范围要比静态合批更广泛,同时内存上的代价会小很多材质多的情况也适用
适用场景: Shader重复率高,但是要控制Shader变体的数量
四种方法的对比
优先级: SRP Batcher / Static Batching GPU Instancing Dynamic Batching 适用情况: Static BatchingSRP Batcher:主城,副本建筑 SRP BatcherOnly:种类繁多的植被 GPU Instancing:种类单一的植被 Dynamic Batching:Ul,粒子,Sprite等
Culling
在GPU进行渲染之前需要CPU传递渲染数据给GPU因此需要先将一部分不需要进行渲染的对象进行剔除也就是Culling。Unity引擎原生就支持了视椎体剔除即将视域体范围外的对象进行剔除这部分对象的数据就不用传给GPU进行处理。
在Unity中,所有的可视内容都继承自Renderer,比如MeshRenderfer、SpriteRenderer、LineRenderer、SkinnedMesh Renderer、TrailRenderer等在Unity进行渲染的过程中会它们进行筛选,自动执行视锥体剔限的操作 如果场景中激活的相机数量多,那么Cullling的总耗时也相应增高即使没有用来显示物体也会执行culling 耗时函数体现在 Render 线程中的-Camera.Renderer
CullingGroup
CullingGroup是Unity提供的一个API接口,它本身和Unity自己的Cu系统以及LOD是同一体系,相当于开放了一些Cull底层的功能供用户使用Unity - Manual: CullingGroup API
Occlusion
基本介绍 摄像机在每一帧中执行剔除操作,这些操作会检查场景中的渲染器,并排除 (剔除)那些不需要绘制的渲染器默认情况下,摄像机执行视锥体剔除
工作原理在Unity Editor中生成有关场景的数据,然后在运行时使用该数据确定摄像机可以看到的内容,生成数据的过程称为烘焙.在对遮挡剔除数据进行烘焙时,Unity将场景划分为多个单元,并生成描述单元内几何体以及相邻单元之间可见性的数据,然后,Unity尽可能合并单元,以减小生成的数据的大小,在运行时,Unity会将这些烘焙的数据加载到内存中,并且对于每个启用了Occlusion Culling属性的摄像机,将会对数据执行查询以确定该摄像机可以看到的内容
在CullSendEvents的子线程下方会出现CullQueryPortalVisibilitylJmbra函数 测试中该函数也会出现在工作线程中
使用建议
遮挡物:
大的遮挡物具有良好的遮挡质量,比如山组合起来大的遮挡物并不合适,因为遮挡无法累计,如森林不要有太多的缝隙,如奶酪建模时要注意避免无意造成的缝隙尽量不要让相机能进入遮挡物内部,可通过碰撞实现
被遮挡物:
可以将大部分都设置为被遮挡物,便于被剔除非常大的物体不适合作为被遮挡物,因为它总会被看到,如地形,可以考虑将其分割为多个部分
