【UE模型优化教程系列】3.一张图搞懂帧率的秘密

场景总面数和帧率有什么关系？
如何看懂UE4引擎中直接影响运行性能的统计数据？
影响帧率的关键因素有哪些？

本节以我们本系列教程的街区场景为案例，向大家讲解有关帧率的秘密。

首先，在UE4引擎中，我们如何查看场景的三角面总数？有两个方法：

1、软件左上角的箭头——统计数据——Advanced——Engine。
2、按键盘波浪键调出控制台，输入命令“ stat+空格+engine”，然后点击回车。
按以上方法操作后，就会在画面中出现一个数据表格，找到“Static Mesh Tris”这一栏就是静态网格体的三角面数。在本案例中，实际看到这是一个浮动的统计数据，这是因为它代表的是当前画面内所有面数的总和，它排除了画面外的场景的面数，比如树木，它在画面的边界浮动，所以就造成了统计数据的浮动。

其次，我们来看看该场景的帧率情况。查看方法：

点开软件左右上角的箭头，点击下拉勾选FPS的选项就可以了，也可以通过快捷键“Ctrl + Shift + H”来打开。

但是，看着这些帧率数据，你了解其真正含义吗？

帧率，就是每秒钟屏幕渲染的帧数。如果每秒钟屏幕渲染的帧数越多，帧率就会越大，这个项目就会运行得越流畅。反之，就会越卡顿。想要项目流畅的话，我们一般会让这个项目的帧率保持在60帧左右，这对于体验者来说是一个比较流畅顺滑的体验。如果帧率过低，那就会造成卡顿；但是如果过高，那么其体验效果跟60帧区别不大，但是却会耗费性能资源。

在我们的案例中，可以看到这个项目的帧率大概就只有十几帧，要差不多60、70毫秒才能渲染一帧。这对于项目体验来说是非常差的，运行会非常卡。

那么，究竟是哪些因素导致其帧率这么低？

首先，我们要知道帧是怎么来的。在这个项目所使用的UE4引擎中，渲染一帧画面，包含了这个场景的动画、碰撞、模型阴影、反射、着色等等很多很多元素，可以统计分成三类：Game、Draw Call以及GPU。正文图片中我们绘制了一个流程图，可以很清晰地绘制一帧的过程：
首先是开始绘制，分别给Game、Draw Call还有GPU同时分配任务，这三部分也会同时开始进行任务。Game主要负责处理程序流程；Draw Call主要负责处理阴影、反射和模型数据等等，同时它也会把这些绘制信息发送给GPU；GPU的主要工作就是等待Draw Call的绘制信息，然后负责绘制着色。

从图中我们可以看到：如果Game花费8毫秒处理完成任务，那么它就会在下一层等待其它两个部分完成，如果Draw Call耗费63毫秒完成任务，那么Draw Call也会到下一层继续等待GPU处理完成。GPU因为需要等待Draw Call的绘制信息，所以GPU一般耗费的时间要比Draw Call要多一点，所以这里GPU耗费了68毫秒。等这三个部分全部都处理完成了，才会结束一帧的绘制。所以，绘制一帧的时间，就是上面三个部分中耗费最长的68毫秒。

如何UE4里查看以上三个数据？方法如下：

在键盘上按波浪键调出控制台，输入命令 “stat+空格+unit”，然后点击回车。在画面右上角就会出现四个数据：Frame、Game、Draw以及GPU。Frame就是屏幕每渲染一帧所花费的时间，而下面的 Game、Draw还有GPU就是三种并行的线程。设备会同时执行这几个线程，等三个线程都跑完一次了，才会渲染出一帧。从图中我可以看到，渲染一帧所耗费的时间，主要集中在Draw和GPU。

通过以上分析，大家应该很清晰地知道到底是哪个因素导致了帧率的低下。