Version: 2018.4
性能分析
移动平台优化实用指南

优化

就像在 PC 上一样,iOS 和 Android 等移动平台拥有各种性能水平的设备。可轻松找到比其他手机功能强大 10 倍的手机。 非常简单的扩展方式:

1.确保在基线配置上运行正常 1.在性能更高的配置上使用更多视觉效果: * 分辨率 * 后期处理 * MSAA * 各向异性 * 着色器 * Fx/粒子密度,开/关

关注 GPU

图形性能受填充率、像素和几何复杂度(顶点数)限制。如果能找到一种方法来剔除更多渲染器,所有这三种因素都可以减少。这种情况下,遮挡剔除可能会很有作用,因为 Unity 会自动剔除视锥体外的对象。

在移动平台,本质上将受填充率限制(填充率 = 屏幕像素 * 着色器复杂度 * 过度绘制),而过于复杂的着色器是导致问题的最常见原因。因此,请使用 Unity 附带的移动端着色器,或设计您自己的着色器,但尽可能简化它们。如果可能,通过将代码移动到顶点着色器来简化像素着色器。

如果降低 Quality 设置中的纹理质量 (Texture Quality) 能提高游戏运行速度,表明可能受到内存带宽的限制。因此,应压缩纹理、使用 Mipmap、减小纹理大小等。

LOD(细节级别):将对象简化或在对象移动到更远位置时完全剔除它们。

良好实践

移动端 GPU 在产生的热量、使用的功率以及可能的大小或噪声等方面都有很大的约束。因此,与桌面端部件相比,移动端 GPU 具有低得多的带宽、更低 ALU 性能和更弱的纹理功能。GPU 的架构也经过调整,旨在尽可能减少带宽和功率。

Unity 针对 OpenGL ES 2.0 进行了优化,采用 GLSL ES(类似于 HLSL)着色语言。内置着色器通常用 HLSL(也称为 Cg)编写而成。对于移动平台,这些着色器将交叉编译为 GLSL ES。如果需要,也可直接编写 GLSL,但这样做会局限于 OpenGL 类平台(例如,移动端 + Mac),因为目前没有 GLSL > HLSL 转换工具。在 HLSL 中使用 float/half/fixed 类型时,它们最终会在 GLSL ES 中生成 highp/mediump/lowp 精度限定符。

以下是确保良好实践的检查清单:

1.保持材质数量尽可能少。这样使 Unity 更容易进行批量处理。 1.使用纹理图集(包含子图像集合的大图像)代替多个单独的纹理。这些纹理图集的加载速度更快,状态切换更少,并支持批处理。 1.如果使用纹理图集和共享材质,请用 Renderer.sharedMaterial 而不是 Renderer.material。 1.前向渲染的像素光源的成本很高。 * 尽可能使用光照贴图而不是实时光源。 * 调整 Quality 设置中的像素光源数。本质上只有方向光应该是每个像素光源,其他所有光源都应该是每顶点光源。当然这取决于游戏。 1.尝试 Quality 设置中的光源渲染模式,以获取正确的优先级。 1.除非确实有必要,否则避免使用镂空(Alpha 测试)着色器。 1.保持透明(Alpha 混合)屏幕覆盖率最小化。 1.尽量避免多个光源为给定对象提供光照的情况。 1.尝试减少着色器通道(阴影、像素光源、反射)的总数。 1.渲染顺序至关重要。一般情况为: * 完全不透明对象(大致为从前到后)。 * Alpha 测试对象(大致为从前到后)。 * 天空盒。 * Alpha 混合对象(必要时从后到前)。 1.后期处理在移动端的成本很高,请小心使用。 1.粒子:减少过度绘制,使用尽可能最简单的着色器。 1.使每帧都修改的网格的缓冲区加倍:

void Update (){
  // 在网格之间翻转
  bufferMesh = on ? meshA : meshB;
  on = !on;
  bufferMesh.vertices = vertices; // 修改网格
  meshFilter.sharedMesh = bufferMesh;
}

着色器优化

检查是否收到填充率限制很容易:如果降低显示分辨率,游戏运行速度是否会加快?如果是,表明受限于填充率。

尝试通过以下方法降低着色器复杂性:

  • 避免使用 Alpha 测试着色器;改用 Alpha 混合版本。
  • 使用简单、优化的着色器代码(例如 Unity 附带的“Mobile”着色器)。
  • 避免在着色器代码中使用成本太高的数学函数(pow、exp、log、cos、sin、tan 等)。请考虑改用预先计算的查找纹理。
  • 选择尽可能低的数字精度格式(float、half、fixedin Cg)以获得最佳性能。

关注 CPU

通常情况下,游戏在像素处理方面受限于 GPU。因此,这些游戏最终还有未使用的 CPU 处理能力,尤其是在多核移动端 CPU 上。因此,通常情况下将一些工作从 GPU 转移到 CPU 是明智的做法(由 Unity 执行所有这些转移操作),如以下工作:网格蒙皮、小对象的批处理、粒子几何体更新。

这些方法应谨慎使用,而不是盲目进行。如果未受到绘制调用的约束,那么批处理实际上对性能更不利,因为这种处理方式会降低剔除效率并使更多对象受到光源的影响!

良好实践

  • FindObjectsOfType(以及一般的 Unity getter 属性)非常慢,因此请合理使用它们。
  • 在非移动对象上设置 Static 属性以便允许内部优化,如静态批处理。
  • 将大量 CPU 周期用于进行遮挡剔除和更好的排序(以便利用 Early Z-cull)。

物理组件

物理组件可能很消耗 CPU。可通过 Editor 性能分析器对其进行分析。如果物理组件在 CPU 上占用太多时间:

  • 尽可能将 Time.fixedDeltaTime_(在 Project settings > Time 中)调整到允许的最大值。如果游戏的移动速度很慢,所需的固定更新可能少于具有快动作的游戏。快节奏的游戏需要更频繁的计算,因此 fixedDeltaTime_ 将需要更低的值,否则碰撞可能失败。
  • Physics.solverIterationCount(Physics 设置)。
  • 使用尽可能少的布料 (Cloth) 对象。
  • 仅在必要时才使用刚体。
  • 优先使用原始碰撞体而不是网格碰撞体。
  • 绝不要移动静态碰撞体(即没有刚体的碰撞体),因为这会导致很大的性能影响。这种碰撞体在性能分析器中显示为“Static Collider.Move”,但实际处理在 Physics.Simulate 中进行。如有必要,添加刚体,并将 isKinematic 设置为 true。
  • 在 Windows 上,如果需要,可使用 NVidia 的 AgPerfMon 性能分析工具集来获取更多详细信息。

Android

GPU

以下是流行的移动平台架构。移动平台的硬件供应商不同于 PC/游戏主机领域,GPU 架构也非常不同于“常规”GPU。

  • ImgTec PowerVR SGX - 基于区块、延迟:以小区块(16x16 大小)渲染所有内容,仅对可见像素着色
  • NVIDIA Tegra - 经典:渲染所有内容
  • Qualcomm Adreno - 区块:以区块渲染所有内容,采用大区块(256k 大小)设计。Adreno 3xx 可切换到传统模式。
  • ARM Mali - 区块:以区块渲染所有内容,采用小区块(16x16 大小)设计。

花一些时间研究不同的渲染方法,并相应地设计游戏。特别要注意排序。在开发周期的早期定义支持的最低端设备。在设计游戏时使用性能分析器在这些设备上进行测试。

使用特定于平台的纹理压缩格式。

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屏幕分辨率

Android 版本

iOS

GPU

只需要关注 PowerVR 架构(基于区块、延迟)。

  • ImgTec PowerVR SGX。基于区块、延迟:以区块渲染所有内容,仅对可见像素着色。

这意味着:

  • Mipmap 不是那么有必要。
  • 抗锯齿和各向异性的成本足够低,某些情况下在 iPad 3 上不需要。

缺点:

  • 如果每帧的顶点数据(顶点数 * 顶点着色器之后所需的存储空间)超出驱动程序分配的内部缓冲区,则必须“拆分”场景,而这会降低性能。在此之后,驱动程序可能会分配更大的缓冲区,或者您可能需要减少顶点数。在 iPad2 (iOS 4.3) 上,当大约有 10 万个顶点且具有非常复杂的着色器时,此情况将变得明显。
  • TBDR 需要为区块部分和延迟部分分配更多的晶体管,从而在概念上留给“原始性能”的晶体管将减少。为 TBDR 上的绘制调用获取 GPU 时序非常困难(几乎不可能),导致分析变得困难。

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屏幕分辨率

iOS 版本

动态对象

资源包

  • 资源包在一定限制程度上缓存于设备上
  • 使用 Editor API 进行创建
  • 使用 WWW API 进行加载:WWW.LoadFromCacheOrDownload,或作为资源加载:AssetBundle.CreateFromMemory 或 AssetBundle.CreateFromFile
  • 使用 AssetBundle.Unload 进行卸载。可选择卸载资源包但保留已加载的资源。即使已加载的资源在场景中被引用,也可以终止所有这些资源
  • Resources.UnloadUnusedAssets 卸载场景中不再引用的所有资源。所以,切记终止对不再需要的资源的引用。系统绝不会对公共变量和静态变量进行垃圾回收。
  • Resources.UnloadAsset 从内存中卸载特定资源。如果需要,可从磁盘重新加载该资源。

在 iOS 上对 AssetBundle 的同时下载数量是否有任何限制?(例如,是否可同时(或每一帧)安全下载超过 10 个 AssetBundle?)

下载是通过操作系统提供的异步 API 实现的,因此由操作系统决定需要为下载创建多少个线程。启动多个并发下载时,应注意可支持的总设备带宽和可用内存量。每个并发下载都会分配自己的临时缓冲区,因此应注意不要耗尽内存。

资源

  • 资源需要经过 Unity 识别后才能置于构建中。
  • 将 .bytes 文件扩展名添加到您希望 Unity 识别为二进制数据的任何原始字节。
  • 将 .txt 文件扩展名添加到您希望 Unity 识别为文本资源的任何文本文件
  • 资源在构建时转换为平台格式。
  • Resources.Load()

问题检查清单

  • 未经正确压缩的纹理
  • 不同情况有不同解决方案,但一定要压缩纹理,除非您确定不应该压缩。
  • ETC/RGBA16 - Android 的默认设置,但可根据 GPU 供应商做调整。最好的方法是尽可能使用 ETC。Alpha 纹理可使用两个 ETC 文件,并将一个通道用于 Alpha
  • PVRTC - iOS 的默认设置,适用于大多数情况
  • 启用了 Get/Set 像素的纹理 - 占用空间加倍,除非需要 Get/Set,否则应取消选中
  • 在运行时从 JPEG/PNG 加载的纹理将是未压缩的
  • 大型 mp3 文件在加载时标记为解压缩
  • 附加场景加载
  • 未使用的资源保留在内存中未清除。
  • 如果发生随机崩溃,请尝试使用开发工具包或搭载 2 GB 内存的设备(如 Ipad 3)。

有时控制台中不显示任何信息,只是发生随机崩溃

  • 快速脚本调用和剥离可能会导致 iOS 上的随机崩溃。尝试不使用这些功能。
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