【unity优化五】GPU

1、GPU作用：负责整个渲染流水线。它会从处理CPU传递过来的模型数据开始，进行Vertex Shader、Fragment Shader等一系列工作，最后输出屏幕上的每个像素。因此它的性能瓶颈包括顶点、像素、显存等因素有关。

2、顶点优化

   1）优化几何体

        unity-game视图-stats页签可观察三角形数目和顶点数目。

       方案：尽可能减少模型中三角形的数目，一些对于模型没有影响、或是肉眼非常难察觉到区别的顶点都要尽可能去掉。

       方案：尽可能重用顶点。在很多三维建模软件中，都有相应的优化选项，可以自动优化网格结构

       方案：unity与三维软件在计算顶点上的区别，前者站在GPU角度，后者站在人的角度；有时在GPU看来一个顶点要分开处理，因为顶点的每一个属性和顶点之间必须是一对一的关系，即空间位置上重叠的一个顶点可能会有不同的属性，主要考虑两个方面：UV splits和Smoothing splits。UV splits的产生，是因为建模时，一个顶点的UV坐标有多个；例如在不同面上，同一个顶点的UV坐标可能发生改变。Smoothing splits的产生也是类似的，不同的是，这次一个顶点可能会对应多个法线信息或切线信息。解决方案是对于两个面交接的一个边，采用Smooth Edge不用Hard Edge，以避免冗余的纹理信息。

    2）使用LOD（Level of detail）技术

       LOD技术有点类似于Mipmap技术，不同的是，LOD是对模型建立了一个模型金字塔，根据摄像机距离对象的远近，选择使用不同精度的模型。它的好处是可以在适当的时候大量减少需要绘制的顶点数目。它的缺点同样是需要占用更多的内存，而且如果没有调整好距离的话，可能会造成模拟的突变

       在Unity中，可以通过LOD Group来实现LOD技术。菜单Component-Rendering-LODGroup

    3）使用遮挡剔除（Occlusion culling）技术

       遮挡剔除是用来消除躲在其他物件后面看不到的物件，这代表资源不会浪费在计算那些看不到的顶点上，进而提升性能。

3、像素优化

1）像素个数=屏幕分辨率*帧率FPS，同时受overdraw影响

2）分辨率的放缩：很多国内山寨机有过大的屏幕分辨率+糟糕的GPU，这就是画面与性能之间的权衡关系了。有时我们要针对特定机器进行分辨率的放缩，在Unity中设置屏幕分辨率可以直接调用Screen.SetResolution()。

3）像素优化的重点在于减少overdraw，overdraw指的就是一个像素被绘制了多次。

Unity还提供了查看overdraw的视图，在Scene视图的Render Mode->Overdraw。当然这里的视图只是提供了查看物体遮挡的层数关系，并不是真正的最终屏幕绘制的overdraw。也就是说，可以理解为它显示的是如果没有使用任何深度检验时的overdraw。这种视图是通过把所有对象都渲染成一个透明的轮廓，通过查看透明颜色的累计程度，来判断物体的遮挡。

4）overdraw方案：控制绘制顺序。在PC上，资源无限，为了得到最准确的渲染结果，绘制顺序可能是从后往前绘制不透明物体，然后再绘制透明物体进行混合。但在移动平台上，这种会造成大量overdraw的方式显然是不适合的，我们应该尽量从前往后绘制。从前往后绘制之所以可以减少overdraw，都是因为深度检验的功劳。在Unity中，那些Shader中被设置为“Geometry” 队列的对象总是从前往后绘制的，而其他固定队列（如“Transparent”“Overla”等）的物体，则都是从后往前绘制的。这意味这，我们可以尽量把物体的队列设置为“Geometry” 。例如，对于天空盒子来说，它几乎覆盖了所有的像素，而且我们知道它永远会在所有物体的后面，因此它的队列可以设置为“Geometry+1”，这样就可以保证不会因为它而造成overdraws。

5）overdraw方案：时刻警惕透明物体。而对于透明对象，由于它本身的特性（可以看之前关于Alpha Test和Alpha Blending的一篇文章）决定如果要得到正确的渲染效果，就必须从后往前渲染（这里不讨论使用深度的方法），而且抛弃了深度检验。这意味着，透明物体几乎一定会造成overdraws。如果我们不注意这一点，在一些机器上可能会造成严重的性能下面。例如，对于GUI对象来说，它们大多被设置成了半透明，如果屏幕中GUI占据的比例太多，而主摄像机又没有进行调整而是投影整个屏幕，那么GUI就会造成屏幕的大量overdraws。

6）overdraw方案：减少实时光照。实时光照对于移动平台是个非常昂贵的操作，例如，一个场景里如果包含了三个逐像素的点光源，而且使用了逐像素的shader，那么很有可能将Draw Calls提高了三倍，同时也会增加overdraws。这是因为，对于逐像素的光源来说，被这些光源照亮的物体要被再渲染一次。更糟糕的是，无论是静态批处理还是动态批处理（其实文档中只提到了对动态批处理的影响，但不知道为什么实验结果对静态批处理也没有用），对于这种逐像素的pass都无法进行批处理，也就是说，它们会中断批处理。

7）使用Lightmaps

它主要用于场景中整体的光照效果。这种技术主要是提前把场景中的光照信息存储在一张光照纹理中，然后在运行时刻只需要根据纹理采样得到光照信息即可。

        8）使用God Rays

场景中很多小型光源效果都是靠这种方法模拟的。它们一般并不是真的光源产生的，很多情况是通过透明纹理进行模拟。