Профилирование

Практическое руководство по оптимизации для мобильных

Оптимизации

Так же как и ПК, мобильные платформы iOS и Android имеют множество девайсов с различными уровнями производительности. Вы можете найти телефон, в 10 раз превосходящий по мощности рендеринга другой телефон. Быстрый, легкий путь для измерения:

Убедитесь, что он хорошо работает на базовой конфигурации
Используйте больше “красивостей” для высокопроизводительных устройств:
Разрешение
Пост-обработка
- MSAA
Анизотропия
Шейдеры
Плотность, включение и отключение fx/частиц

Фокус на GPU

Графическая производительность связана с филлрейтом, пиксельной и геометрической сложностью (количеством вершин). Их можно уменьшить. Здесь может помочь Occlusion culling, т.к. Unity не будет отображать объекты, не входящие в область обзора.

На мобильных, по сути, связь скорости заполнения (скорость заполнения = пиксели экрана * сложность шейдера * овердрафт) и более сложных шейдеров является наиболее распространенной причиной проблем. Поэтому рекомендуется использовать мобильные шейдеры, поставляемые с Unity или писать свои, как можно более простые. Если это возможно, заменяйте пиксельные шейдеры на вершинные.

Если уменьшение качества текстур в настройках качества сделает игру быстрее, то у вас, возможно, ограничена пропускная способность памяти. Поэтому используйте компрессию текстур, мипмапы, уменьшайте размер текстуры и т.д.

LOD (Level of Detail) - make objects simpler or eliminate them completely as they move further away.

Хорошая практика

Мобильные графические процессоры имеют огромные трудности в том, как много тепла они производят, сколько энергии они потребляют, насколько большие или шумные они могут быть. Так, по сравнению с настольными, мобильные графические процессоры имеют меньшую пропускную способность, низкую ALU производительность и производительность текстур. Архитектуры графических процессоров также настроены под использование низкой пропускной способности и производительности.

Unity оптимизирован под OpenGL ES 2.0, используется шейдерный язык GLSL ES(схожий с HLSL). Чаще всего шейдеры пишутся в HLSL (известен также как Cg). Это перекрестие, сделанное в GLSL ES для мобильных платформ. Также вы можете писать на GLSL, если хотите, но при этом придерживайтесь OpenGL платформ (mobile + Mac). При использовании float/half/fixed типов в HLSL, они в конечном итоге будут highp/mediump/lowp точными определителями в GLSL ES.

Вот контрольный список для хороший практики:

Количество материалов должно быть как можно более низким. Это делает батчинг для Unity более легким.
Используйте атласы текстур (большие изображения, содержащие более маленькие) вместо большого количества отдельных текстур. Это сделает загрузку более быстрой.
Используйте Renderer.sharedMaterial вместо Renderer.material если используете атласы текстур и общие материалы.
Рендер пиксельного освещения дорог.
Используйте карты освещения вместо освещения в реальном времени там, где это возможно.
Отрегулируйте пиксельное освещение в настройках качества. В сущности, на пикселе должен быть направленный свет, все остальное - на вертексе. Конечно, это зависит от игры.
Экспериментируйте с Render Mode Освещения в настройках качества, для получения правильного приоритета.
Избегайте cutout шейдеров (альфа тест), если это действительно необходимо.
Сведите к минимуму прозрачную (альфа смешивание) часть экрана.
Постарайтесь избежать ситуаций, когда несколько источников света освещают какой либо объект.
Попробуйте уменьшить общее количество шейдерных проходов (тени, пиксельное освещение, отражения).
Критический порядок визуализации. В общем случае:
полностью непрозрачные объекты примерно спереди-сзади.
альфа тестируемые объекты примерно спереди-сзади.
скайбокс
объекты со смешенной альфой (если это необходимо, задом наперед).
Пост обработка дорога для мобильных, используйте аккуратно.
Партиклы: уменьшите овердрафт, используйте как можно более простые шейдеры.
Двойной буфер для мешей, умножаемый каждый кадр:

void Update (){
  // flip between meshes
  bufferMesh = on ? meshA : meshB;
  on = !on;
  bufferMesh.vertices = vertices; // modification to mesh
  meshFilter.sharedMesh = bufferMesh;
}

Shader optimizations

Проверка границ филлрейта (fillrate) проста: если вы уменьшите разрешение, игра будет идти быстрее? Если да, то ваш филлрейт ограничен.

Попробуйте уменьшить сложность шейдеров с помощью следующих методов:

Избегайте шейдеров с альфа-тестом, вместо этого используйте альфа-смешанные версии.
Используйте простой, оптимизированный код шейдеров (например, как у шейдеров “Mobile”, которые поставляются с Unity).
Избегайте дорогих математических функций в коде шейдеров (pow, exp, log, cos, sin, tan и т.д.). Вместо этого постарайтесь использовать заранее вычисленные текстуры.
Для лучшей производительности, сделайте количество точных рассчетов (float, half, fixedin Cg) как можно более низким.

Фокус на CPU

Часто бывает, что обработка пикселей в игре ограничивается процессором. Таким образом, в конечном итоге остаются неиспользуемые мощности, особенно на многоядерных процессорах. Таким образом, часто целесообразно перекладывать следующие функции с GPU на CPU (Unity их поддерживает): mesh skinning, батчинг маленьких объектов, обновления геометрии частиц.

Это следует делать с осторожностью. Если вы не связаны по графическим вызовам (draw calls), то батчинг на самом деле помешает производительности. Он сделает culling менее эффективным и сделает многие объекты зависимыми от освещения.

Хорошая практика

FindObjectsOfType (и вцелом геттерные функции Unity) очень медленные, поэтому используйте их с умом.
У неподвижных объектов активируйте свойство Static. Это позволит им участвовать во внутренних оптимизациях (таких как статический батчинг).
Произведите множество циклов процессора для обеспечения лучшей сортировки occlusion culling (отсечение невидимых поверхностей).

Физика

Физика может сильно нагрузить процессор. Можно проследить это с помощью профайлера редактора. Если физика сильно нагружает процессор:

Настройте Time.fixedDeltaTime (в Project settings -> Time) так, чтобы он был как можно более высоким. Если ваша игра с медленным движением, то, вероятно, вам понадобится меньше фиксированных обновлений, чем игре с быстрым движением. Быстрый темп игры нуждается в более частых расчетах, поэтому, чтобы не было сбоев с коллизиями, fixedDeltaTime должен быть ниже.
Physics.solverIterationCount (Physics Manager).
Используйте как можно меньше объектов типа Cloth.
Rigidbodies используйте только там, где это необходимо.
Вместо меш коллайдеров старайтесь использовать примитивные коллайдеры.
Никогда не двигайте статический коллайдер (т.е. коллайдер без Rigidbody), так как это сильно скажется на производительности. В профайлере это отобразится как “Static Collider.Move”, но на самом деле будет обрабатываться в Physics.Simulate. Если понадобится, добавьте RigidBody и установите isKinematic в true.
В Windows вы можете использовать NVidia’s AgPerfMon набор инструментов для профилирования, чтобы получить больше необходимых деталей.

Android

GPU

Это популярная мобильная архитектура. У нее отличные от ПК/Консоли поставщики программного обеспечения и архитектура GPU сильно отлична от “обычной”.

ImgTec PowerVR SGX - основанный на тайлах: визуализирует все в маленьких тайлах (16x16), тени только на видимых пикселях
NVIDIA Tegra - классический: визуализирует все
Qualcomm Adreno - тайловый: визуализирует все в тайле, поддерживает большие тайлы (256к). Adreno 3xx может быть переключен в традиционный.
ARM Mali - тайловый: визуализирует все в тайле, поддерживает маленькие тайлы(16x16)

Потратьте некоторое время на рассмотрение различных подходов к рендерингу и спроектируйте свою игру соответственно. Заострите внимание на сортировке. Определите самые низкие из поддерживаемых девайсов в начале разработки. Протестируйте на них с профайлером свою игру.

Используйте специфичное для платформы сжатие текстур.

Что еще почитать

Руководство по архитектуре PowerVR SGX http://imgtec.com/powervr/insider/powervr-sdk-docs.asp
Tegra GLES2 feature guide http://developer.download.nvidia.com/assets/mobile/files/tegra_gles2_development.pdf
Руководство по производительности Qualcomm Adreno GLES http://developer.qualcomm.com/file/607/adreno200performanceoptimizationopenglestipsandtricksmarch10.pdf
Engel, Rible http://altdevblogaday.com/2011/08/04/programming-the-xperia-play-gpu-by-wolfgang-engel-and-maurice-ribble/
Руководство по оптимизации ARM Mali GPU http://www.malideveloper.com/developer-resources/documentation/index.php

Разрешение экрана

Версия android

iOS

GPU

Пострадает только PowerVR архитектура (основанная на тайлах).

ImgTec PowerVR SGX. Tile based, deferred: render everything in tiles, shade only visible pixels.

Это означает:

Карты освещения уже не так необходимы.
Antialiasing and aniso are cheap enough, not needed on iPad 3 in some cases.

И минусы:

Если вершинные данные каждого кадра (количество вершин * хранение требуется после вершинных шейдеров) превышает внутренние буферы, выделенные драйвером, то для лучшей производительности сцена должна быть разделена. После этого драйвер должен выделить буфер большего размера, или же вам нужно будет снизить количество вершин. Это становится видно на iPad2 (iOS 4.3) на отметке 100 000 вершин с довольно сложными шейдерами.
TBDR нуждается в большем количестве транзисторов, выделяемых на тайлинг и отложенные части, оставляя концептуально меньше транзисторов для “чистой производительности”. Очень трудно (практически невозможно) выделить в GPU время на отрисовку вызова в TBDR, что делает профилирование сложным.

Что еще почитать

Руководство по архитектуре PowerVR SGX http://imgtec.com/powervr/insider/powervr-sdk-docs.asp

Разрешение экрана

iOS версия

Динамические объекты

Asset Бандлы

Asset Бандлы кешируются на устройстве до определенного предела
создаем используя Editor API
Загружаем используя WWW API: WWW.LoadFromCacheOrDownload или как ресурс: AssetBundle.CreateFromMemory или AssetBundle.CreateFromFile
Выгружаем используя AssetBundle.Unload. Там есть опция для выгрузки бандла, но перед этим сохраните загруженный ассет. Также можно удалить все загруженные ассеты, даже если на них есть ссылки в сцене
Resources.UnloadUnusedAssets выгружает все ассеты, на которые больше нет ссылок в сцене. Не забывайте убивать ссылки на ассеты, если они вам не нужны. Публичные и статические переменные не убираются сборщиком мусора.
Resources.UnloadAsset выгружают специфические ассеты из памяти. Если нужно, они могут быть повторно загружены с диска.

Если предел на количество одновременно загружаемых ассет бандлов на iOS? (т.е. можем ли мы безопасно загрузить более 10 ассет бандлов одновременно (или каждый кадр)?)

Загрузки реализованы через асинхронный API, представленный ОС, потому что ОС решает как много потоков нужно для создания загрузки. При одновременном запуске нескольких загрузок, нужно учесть общую пропускную способность устройства, которую он может поддерживать и объем свободной памяти. Каждая параллельная загрузка выделяет отдельный временный буфер, поэтому нужно убедится что хватит оперативной памяти.

Ресурсы

Ассеты должны быть признаны Unity, быть размещенными в билде.
Добавьте к файлу .bytes если вам нужно чтобы Unity распознавал его как файл с двоичными данными.
К текстовым файлам добавьте .txt, в этом случае Unity будет его распознавать как текстовый ассет
Ресурсы преобразуются в формат платформы во время сборки.
Resources.Load()

Список глупых проблем

Текстуры без надлежащего сжатия
Разные решения для различных случаев, не забудьте сжать текстуры если вам это нужно.
ETC/RGBA16 - по умолчанию для android, но вы можете настроить его в зависимости от GPU. Лучший подход - использовать ETC везде, где это возможно. Альфа текстуры могут использовать два ETC файла с одним каналом для альфы.
PVRTC - по умолчанию для iOS, хорош в большинстве случаев
Текстуры, имеющие включенные Get/Set пиксели удваивают размер, деактивируйте Get/Set, если вам это нужно
Текстуры, загруженные в JPEG/PNG во время исполнения будут несжаты
Большие mp3 файлы помечайте как decompress on load
Добавьте загрузку сцены
Неиспользуемые ассеты остаются неочищенными в памяти.
Если есть случайные сбои, попробуйте запустить на devkit или на устройстве с 2 GB памяти (например, на Ipad 3).

Иногда ничего нет в консоли, просто случайный сбой

Fast script call и stripping могут привести к случайным сбоям на iOS. Попробуйте без них.

Профилирование

Практическое руководство по оптимизации для мобильных

Руководство Unity

Оптимизации

Фокус на GPU

Хорошая практика

Shader optimizations

Фокус на CPU

Хорошая практика

Физика

Android

GPU

Что еще почитать

Разрешение экрана

Версия android

iOS

GPU

Что еще почитать

Разрешение экрана

iOS версия

Динамические объекты

Asset Бандлы

Если предел на количество одновременно загружаемых ассет бандлов на iOS? (т.е. можем ли мы безопасно загрузить более 10 ассет бандлов одновременно (или каждый кадр)?)

Ресурсы

Список глупых проблем