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Unity3D 项目优化-CPU方面

iseeyu3年前 (2024-02-22)推广149

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  • Dynamic Batching 动态批处理
    首先要明确一点,Unity 3D的Draw Call动态批处理机制是引擎自动进行的,无须像静态批处理那样手动设置Static。举一个动态实例化Prefab的例子,如果动态物体共享相同的材质,则引擎会自动对Draw Call优化,也就是使用批处理。
    总结一下动态批处理的约束,也许能从中找到为什么动态批处理在自己的项目中不起作用的原因。
    (1)批处理动态物体需要在每个顶点上进行一定的开销,所以动态批处理仅支持小于900顶点的网格物体。
    (2)如果着色器使用顶点位置、法线和UV值3种属性,那么只能批处理300顶点以下的物体;如果着色器需要使用顶点位置、法线、UV0、UV1和切向量,那只能批处理180顶点以下的物体。
    (3)不要使用缩放。分别拥有缩放大小(1,1,1)和(2,2,2)的两个物体将不会进行批处理。
    (4)统一缩放的物体不会与非统一缩放的物体进行批处理。
    (5)使用缩放尺度(1,1,1)和(1,2,1)的两个物体将不会进行批处理,但是使用缩放尺度(1,2,1)和(1,3,1)的两个物体将可以进行批处理。
    (6)使用不同材质的实例化物体(instance)将会导致批处理失败。
    (7)拥有lightmap的物体含有额外(隐藏)的材质属性,例如lightmap的偏移和缩放系数等。所以,拥有lightmap的物体将不会进行批处理(除非它们指向lightmap的同一部分)。
    (8)多通道的shader会妨碍批处理操作。比如几乎Unity 3D中所有的着色器在前向渲染中都支持多个光源,并为它们有效地开辟多个通道。
    (9)预设体的实例会自动地使用相同的网格模型和材质。
    所以这里建议各位开发者尽量使用静态的批处理。

  • 对物理组件的优化
    第一点是设置一个合适的Fixed Timestep
    第二点是尽量不要使用网格碰撞器(mesh collider)。
    不选择mesh collider是因为什么原因呢?这是由于mesh collider实在是太过于复杂了。mesh collider利用一个网格资源并在其上构建碰撞器。对于复杂网状模型上的碰撞检测,它要比应用原型碰撞器精确得多。标记为凸起的(Convex)的网格碰撞器才能够和其他网格碰撞器发生碰撞。手机游戏自然无须这种性价比不高的东西。

  • 处理内存,却让CPU受伤的GC
    虽然GC是用来处理内存的,但的确增加的是CPU的开销。因此它的确能达到释放内存的效果,但代价更加沉重,会加重CPU的负担,因此对于GC的优化目标就是尽量少的触发GC。
    首先要明确所谓的GC是Mono运行时的机制,而非Unity 3D游戏引擎的机制,所以GC也主要是针对Mono的对象来说的,而它管理的也是Mono的托管堆。清楚这一点,也就明白了GC不是用来处理引擎的assets(纹理、音效等)的内存释放的,因为Unity 3D引擎也有自己的内存堆,而不是和Mono一起使用所谓的托管堆。
    其次要清楚什么东西会被分配到托管堆上,那就是引用类型。比如类的实例、字符串、数组等。而作为int类型、float类型,包括结构体struct其实都是值类型,它们会被分配在堆栈上而非堆上。

  • GC在以下两种情况下会触发。
    (1)堆的内存不足时,会自动调用GC。
    (2)作为编程人员,自己也可以手动调用GC。
    GC的优化说白了也就是代码的优化。
    需要注意以下5点:
    (1)字符串连接的处理。因为将两个字符串连接的过程,其实是生成一个新的字符串的过程。而之前旧字符串自然而然就成为了垃圾。而作为引用类型的字符串,其空间是在堆上分配的,被弃置的旧字符串的空间会被GC当作垃圾回收。
    (2)尽量不要使用foreach语句,而是使用for语句。foreach语句其实会涉及到迭代器的使用,而据说每一次循环所产生的迭代器会带来24Bytes的垃圾。那么循环10次就是240Bytes。
    (3)不要直接访问gameobject的tag属性。比如“if (go.tag == “human”)”最好换成“if (go.CompareTag (“human”))”。因为访问物体的tag属性会在堆上额外的分配空间。如果在循环中这么处理,留下的垃圾就可想而知了。
    (4)使用“池”,以实现空间的重复利用。
    (5)最好不用LINQ的命令,因为它们会分配临时的空间,同样也是GC收集的目标。而且笔者不用LINQ的一点原因就是它有可能在某些情况下无法很好地进行AOT编译。比如“OrderBy”会生成内部的泛型类“OrderedEnumerable”。这在AOT编译时是无法进行的,因为它只是在OrderBy的方法中才使用。所以如果你使用了OrderBy,那么在iOS平台上也许会报错。

  • 对代码质量的优化
    5个方面需要注意:
    (1)以物体的Transform组件为例,我们应该只访问一次,之后就将它的引用保留,而非每次使用都去访问。有人做过一个小实验,就是对比通过方法GetComponent<Transform>()获取Transform组件, 通过MonoBehavor的transform属性去获取,以及保留引用之后再去访问所需要的时间。
    1)GetComponent=619ms。
    2)Monobehaviour=60ms。
    3)CachedMB=8ms。
    4)Manual Cache=3ms。
    (2)最好不要频繁使用GetComponent,尤其是在循环中。
    (3)善于使用OnBecameVisible()和OnBecameVisible()来控制物体的update()函数的执行以减少开销。
    (4)使用内建的数组,比如用Vector3.zero而不是new Vector(0, 0, 0)。
    (5)对于方法的参数的优化,善于使用ref关键字。值类型的参数是通过将实参的值复制到形参,来实现按值传递到方法,也就是通常说的按值传递。“复制”总会让人感觉很笨重。比如“Matrix4x4”这样比较复杂的值类型,如果直接复制一份新的,反而不如将值类型的引用传递给方法作为参数。

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