Unity Shader总结（十六）——Unity渲染优化（批处理、LOD）_unitylod技术优缺点

CPU

1.动态批处理

优点：一切处理unity自动完成，物体可以移动；
缺点：限制很多，可能无法动态批处理一些使用了相同材质的物体；
原理：每一帧把可以批处理的模型网格合并，再把合并后的模型数据给GPU，然后使用同一个材质进行渲染；
如果使用了多个pass的物体需要使用多个光照，就会破坏动态批处理的机制，unity不会对其进行动态批处理；

2.静态批处理

优点：自由度很高，限制很少；
缺点：会占用更过的内存（因为共享网格的每一个物体都会对应一个该网格的复制品，如：1000个相同树的模型，会占用1000倍的内存），相当于内存换性能，物体不可以移动；
原理：只在运行开始阶段，把需要静态批处理的模型合并到一个新的网格结构中；
内部实现：unity首先将这些静态物体变换到世界空间下，然后为它们构建一个更大的顶点和索引缓存，使用同一材质的物体只需要一个Draw Call，使用不同材质的物体虽然仍然需要多个Draw Call，但可以减少这些Draw Call之间的状态切换；

3.共享材质

如果两个材质之间只有纹理不同，可以将两张纹理合并成一个更大的纹理——图集，然后使用不同的采样坐标采样即可；

4.应用场景

游戏中的小道具：可以捡拾的金币等，可以使用动态批处理；
对于包含动画的物体，无法全部使用静态批处理，如果有不动的部分，可以把这部分标识成static；

GPU

一、减少需要处理的顶点数目

优化几何体

建模时尽量减少三角面片的数目，建模软件中有相应的优化选项；
移除不必要的硬边和纹理衔接，避免边界平滑和纹理分离；

LOD技术

当对象远离摄像机时，减少模型上的面片数量，在unity中，可以使用LOD Group组件来为一个物体构建一个LOD。需要为同一个对象准备多个包含不同细节程度的模型，把它们赋给LOD Group组件中的不同等级，unity就会自动判断当前位置上需要使用哪个等级的模型。

遮挡剔除技术

遮挡剔除会使用一个虚拟的摄像机来遍历场景，从而构建一个潜在可见的对象集合的层级结构。在运行时刻，每个摄像机将会使用这个数据来识别哪些物体是可见的，哪些被挡住不可见。遮挡剔除不仅可以减少处理的顶点数，还可以减少overdraw，提高游戏性能。

LOD和遮挡剔除可以使CPU提交更少的draw call，GPU处理更少的顶点和片元数目；

二、减少需要处理的片元数目

这部分重点是减少overdraw，即一个像素被绘制了多次；

控制绘制顺序

由于深度测试，如果保证物体是从前往后绘制，就可以很大程度上减少overdraw，因为后面绘制的物体无法通过深度测试；
通常渲染队列小于2500的不透明物体从前往后，其他的物体从后往前，尽量把物体的队列设置为不透明物体，避免使用半透明队列；
对于天空盒子，它覆盖了所有像素，并且在所有物体的后面，因此可以把它设置为Geometry+1；

当心半透明物体

半透明物体因为没有开启深度写入，必须从后往前渲染，因此一定会产生overdraw。
GUI大部分是半透明，尽量减少窗口中GUI所占的面积；
透明度测试会影响性能，尽量使用透明度混合；

减少实时光照和阴影

避免使用实时光照，使用烘焙技术，将光照提前烘焙到一张光照纹理（lightmap）中，根据纹理采样得到光照结果；
God Ray也可以模拟光源，很多情况是通过透明纹理模拟得到；

三、节省带宽

减少纹理大小

所有纹理的长宽比最好是正方形，且是2的整数幂；
尽可能使用mipmap和纹理压缩，将纹理类型设置为advanced可以自定义许多选项，如生成mipmaps；
纹理压缩设置Auto即可，GUI例外。因为对画质有要求；

利用分辨率缩放

直接调用Screen.SetResolution，实际使用可能会遇到问题，网上查阅解决方法；

四、减少计算复杂度

shader的LOD技术

只有shader的LOD值小于某个设定的值，这个shader才会被使用；
在subshader中LOD xxx（数值），然后通过Shader.maximumLOD或Shader.globalMaximumLOD来设置允许的最大LOD值；

优化代码

尽可能将计算放在每个对象或逐顶点上；
使用低精度的浮点值，最高精度的float/highp适用于存储顶点坐标等变量，但计算速度最慢，尽量避免 在片元着色器中使用；
half/mediump适用于一些标量、纹理坐标等，计算速度大约是float的两倍；
fixed/lowp适用于绝大多数颜色变量和归一化后的方向矢量，速度是float的4倍，尽量避免不同精度的转换；
对GPU来说，使用尽可能少的插值变量，如对两个纹理坐标插值，可以存在一个float4中的xy和zw分量中；
尽可能不要使用全屏的屏幕后处理效果，尽量把多个特效合并到一个shader中；
尽量不要使用分支和循环语句；
尽量避免sin、cos等复杂运算，使用查找表替代；
尽量不要使用discard操作；