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GPU instancing
使用GPU Instancing可以将多个网格相同、材质相同、材质属性可以不同的物体合并为一个批次#xff0c;从而减少Draw Calls的次数。这可以提高性能和渲染效率。
GPU instancing可用于绘制在场景中多次出现的几何体#xff0c;例如树木或…Unity 场景优化策略
GPU instancing
使用GPU Instancing可以将多个网格相同、材质相同、材质属性可以不同的物体合并为一个批次从而减少Draw Calls的次数。这可以提高性能和渲染效率。
GPU instancing可用于绘制在场景中多次出现的几何体例如树木或灌木丛。
渲染管线兼容性
特征内置渲染管线通用渲染管线 URP高清渲染管线 HDRP自定义可编程渲染管线 SRPGPU instancing是的是 1是 1是 1
注意
仅当着色器与 SRP Batcher 不兼容时。
** 设置GPU instancing**
设置很简单只需一步
在默认的材质球下找到Enable GPU Instancing勾选就可以。 对比效果
没有勾选时Batches是230左右Saved By Batching是0 勾选后Batches是8Saved By Batching是222左右 使用下文的shader给材质添加随机色后Batches是4Saved By Batching是63这里没有添加阴影Batch会少 补充
MaterialPropertyBlock
批处理一般作用与相同的材质。当需要对shader相同材质属性不同的模型批处理时可以用MaterialPropertyBlock。
MaterialPropertyBlock除了在 Renderer.SetPropertyBlock 被使用还可以在 Graphics.DrawMesh使用。 void Start(){MaterialPropertyBlock material new MaterialPropertyBlock();material.SetColor(_Color, new Color(Random.Range(0f, 1f), Random.Range(0f, 1f), Random.Range(0f, 1f)));GetComponentMeshRenderer().SetPropertyBlock(material);}这里可以发现虽然颜色不一样但是材质球指向的是同一个
** 创建支持 GPU instancing的着色器**
渲染管线兼容性
特征内置渲染管线通用渲染管线 URP高清渲染管线 HDRP自定义可编程渲染管线 SRP自定义 GPU instancing着色器是的不不不
顶点和片元着色器示例
Shader Custom/SimplestInstancedShader
{Properties{_Color (Color, Color) (1, 1, 1, 1)}SubShader{Tags { RenderTypeOpaque }LOD 100Pass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag//生成实例化变体。它是可选的。#pragma multi_compile_instancing#include UnityCG.cgincstruct appdata{float4 vertex : POSITION;//在顶点着色器输入/输出结构中定义INSTANCE_ID。UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID};struct v2f{float4 vertex : SV_POSITION;//使INSTANCE_ID访问片元着色器中的实例化属性。UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID };//声明名为 的每个实例常量缓冲区的开始UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(Props)UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float4, _Color)//声明名为 的每个实例常量缓冲区的结尾 UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props)v2f vert(appdata v){v2f o;//允许顶点着色器函数访问INSTANCE_IDUNITY_SETUP_INSTANCE_ID(v);//将INSTANCE_ID从输入结构复制到顶点着色器中的输出结构。UNITY_TRANSFER_INSTANCE_ID(v, o);o.vertex UnityObjectToClipPos(v.vertex);return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{//允许片元着色器函数访问INSTANCE_IDUNITY_SETUP_INSTANCE_ID(i);//访问实例化常量缓冲区中的每个实例着色器属性return UNITY_ACCESS_INSTANCED_PROP(Props, _Color);}ENDCG}}
}静态批处理
它通过将多个静态物体合并成一个批次来减少渲染调用从而减少CPU和GPU的负载可以显著减少渲染过程中的Draw Call数量从而提高性能。
静态批处理适用于那些不会在运行时改变位置、旋转或缩放的物体例如地形、建筑物等。
渲染管线兼容性
特征内置渲染管线通用渲染管线 URP高清渲染管线 HDRP自定义可编程渲染管线 SRP静态批处理是的是的是的是的
静态批处理的设置
设置也很简单只需两步 在ProjectSettings→player→OtherSetting→StaticBatching勾选 在默认的材质球下找到Enable GPU Instancing勾选就可以。 静态批处理的限制
游戏对象处于活动状态且禁止非禁止对象的会强制禁止。游戏对象具有MeshFilter组件并且该组件已启用。MeshFilter 组件引用了Mesh网格的顶点数大于 0。该网格尚未与另一个网格合并。游戏对象具有MeshRenderer组件并且该组件已启用。要批处理在一起的网格,使用相同的顶点属性。例如Unity 可以对使用顶点位置、顶点法线和一个 UV 的网格进行批处理但不能对使用顶点位置、顶点法线、UV0、UV1 和顶点切线的网格进行批处理。
效果
Batches是8Saved By Batching是211 静态批处理的控制
使用StaticBatchingUtility类来控制静态批处理。
using UnityEngine;public class StaticBatchingController : MonoBehaviour
{void Start(){StartStaticBatch();}GameObject[] GetGameObjectsToBatch(){// 返回需要静态批处理的游戏对象数组// 例如可以通过标签、层级或者其他方式来获取需要静态批处理的游戏对象// 这里只是一个简单示例实际情况可能需要根据具体需求来获取游戏对象return GameObject.FindGameObjectsWithTag(StaticBatchingObject);}void StartStaticBatch(){// 获取所有需要静态批处理的游戏对象GameObject[] gameObjectsToBatch GetGameObjectsToBatch();// 执行静态批处理StaticBatchingUtility.Combine(gameObjectsToBatch, this.gameObject);}void StopStaticBatch(){// 禁用静态批处理StaticBatchingUtility.Combine(null, this.gameObject);}
}
动态批处理
通过将运行时动态地将多个静态或动态的游戏对象合并成一个批次减少渲染调用的数量提高帧率和性能。
渲染管线兼容性
特征内置渲染管线通用渲染管线 URP高清渲染管线 HDRP自定义可编程渲染管线 SRP动态批处理是的是的不是的
静态批处理的设置
设置也很简单只需一步
在ProjectSettings→player→OtherSetting→DynamicBatching勾选
动态批处理的限制
Unity 无法对包含超过 225 个顶点的网格应用动态批处理。这是因为网格的动态批处理每个顶点都有开销。 使用顶点位置、顶点法线和单个 UV则 Unity 最多可以批处理 225 个顶点。但是如果着色器使用顶点位置、顶点法线、UV0、UV1 和顶点正切则 Unity 只能批处理 180 个顶点。如果对象使用不同的材质实例则 Unity 无法将它们批处理在一起即使它们本质是使用一个shader。唯一的例外是阴影投射器渲染。带有光照贴图的游戏对象具有额外的渲染器参数。这意味着如果要对光照映射的游戏对象进行批处理它们必须指向相同的光照贴图位置。Unity 无法将动态批处理完全应用于使用多个pass的shader对象。 几乎所有 Unity 着色器都支持多个灯光前向渲染为了实现这一点他们为每个光源处理一个额外的渲染通道。Unity 仅对第一个渲染通道进行批处理。它无法对额外的每像素光源的绘制调用进行批处理。
效果
Batches是8Saved By Batching是220左右 手动合并网格
手动将多个网格合并为一个网格在网格靠得很近且彼此不相对移动的情况下可以很好地替代静态批处理和动态批处理。
警告Unity 无法单独剔除您组合的网格。这意味着如果组合网格的一部分出现在屏幕上Unity 会绘制整个组合网格。如果网格是静态的并且希望 Unity 单独剔除它们使用静态批处理。
合并网格的设置方法
在创作网格时在资源生成工具中。即模型制作阶段将其合并到一起同时这样处理相同的模型会照成模型体量的变大。在 Unity 中使用 Mesh.CombineMeshes
CombineMeshes的用法
//强制添加组件
[RequireComponent(typeof(MeshFilter))]
[RequireComponent(typeof(MeshRenderer))]
public class ExampleClass : MonoBehaviour
{void Start(){MeshFilter[] meshFilters GetComponentsInChildrenMeshFilter();// CombineInstance 结构体 用于描述要使用 Mesh.CombineMeshes 组合的网格。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;}Mesh mesh new Mesh();mesh.CombineMeshes(combine);transform.GetComponentMeshFilter().sharedMesh mesh;transform.gameObject.SetActive(true);}
}CombineInstance 字段说明lightmapScaleOffset应用于网格的烘焙光照贴图UV比例和偏移量。mesh要组合的网格。realtimeLightmapScaleOffset应用于网格的实时光照贴图UV比例和偏移。subMeshIndex网格的子网格索引。transform在组合之前要变换网格的矩阵。有关示例请参阅 Mesh.CombineMeshes。
效果
Batches是8Saved By Batching是0 遮挡剔除
遮挡剔除不说了
频繁使用遮挡剔除可能会导致一些性能问题特别是在复杂的场景中。因为每次相机移动或场景发生变化时都需要重新计算遮挡剔除信息这可能会消耗一定的计算资源。
LOD
Unity中使用LODLevel of Detail时可以根据相机与物体的距离自动切换不同级别的模型以提高性能和减少渲染开销。
unityLOD设置方法 创建多个不同级别的模型分别代表远、中、近距离的模型。 将这些模型作为同一个游戏对象的子对象并添加LOD Group组件。 在LOD Group组件中设置每个级别的距离和对应的模型。 Unity会根据相机与物体的距离自动切换不同级别的模型。
效果
可以与静态批处理和动态批处理结合
Batches是11Saved By Batching是310左右 层剔除 layerCullDistances
用于指定摄像机在渲染不同图层时的剔除距离。通过设置layerCullDistances可以控制摄像机在渲染不同图层时的剔除距离从而提高渲染性能。层剔除和lod类似也是按距离剔除不同的是层剔除不会替换
float[] distances new float[32];//设定32个默认图层
distances[11] 300;//为第11层设定距离
Camera.mian.layerCullDistances distances;//将剔除层传递给相机
