如何将HTML5引擎LayaAir的性能发挥到极致

      游戏性能优化，一直是游戏开发者需要学习掌握的课题，在移动设备硬件性能远弱于PC的背景下，我们对性能的需求显得更加重要。

      

       如果一个游戏只有10帧的体验，即使具有优秀的游戏潜质，也会被性能毁掉。LayaAir引擎设计之初，就以性能为第一目标，在引擎内做了大量的性能优化，以保障游戏不在性能上存在瓶颈。

       尽管LayAir引擎性能很高，如果开发者不能发挥好引擎的优势，游戏最终的性能体验或将无从谈起。因此，在制作游戏过程中，掌握游戏以及引擎的优化技巧还是非常有必要的。

       

打开游戏的性能统计面板

       想优化性能，必须先知道性能瓶颈在什么地方，LayaAir引擎提供了一个性能统计面板，里面有很多性能参数可供查看。

       由于LayaAir引擎支持三种开发语言（AS3、TypeScript、JavaScript），我们分别给出三种不同的统计面板调用方法，请参照下面的写法：

     

Stat.show(0,0);  //AS3的面板调用写法       

laya.utils.Stat.show(0,0);  //TS与JS通用写法

Laya.Stat.show(0,0);     //JS的面板调用写法

性能统计面板的参数

       LayaAir引擎支持Canvas渲染模式与WebGL渲染模式，以下将分别对两种不同模式的参数进行逐一解释。

       Canvas模式统计面板如下：

FPS(2D) 

        面板中FPS表示游戏每秒帧率，（2D）表示是Canvas模式，满帧60，这个参数的数字越高，表明游戏性能越好，游戏的体验越流畅。

Sprite 
        面板中Sprite表示渲染的节点数量，即每次渲染精灵的个数（包括容器），这个数会影响引擎遍历，组织数据和渲染，越少越好。

DrawCall

        面板中DrawCall在Canvas模式表示每帧的绘制次数，包括图片、文字、矢量图，这个参数的数字也是越少越好。最多的时候建议不要超过100个。

Canvas 

        面板中Canvas表示缓存画布的数量，分别代表 （每帧重绘的画布数量 / 缓存类型为”normal”类型的画布数量 / 缓存类型为”bitmap”类型的画布数量”）。

 WebGL模式统计面板如下：

FPS(3D) 

        面板中FPS表示游戏每秒帧率，（3D）表示是WebGL模式，满帧60，这个参数的数字越高，表明游戏性能越好，游戏的体验越流畅。

Sprite 
        面板中Sprite表示渲染的节点数量，即每次渲染精灵的个数（包括容器），这个数会影响引擎遍历，组织数据和渲染，越少越好。

DrawCall

        面板中DrawCall在WebGL模式下表示渲染提交批次，每次准备数据并通知GPU渲染绘制的过程称为1次DrawCall，在每1次DrawCall中除了在通知GPU的渲染上比较耗时之外，切换材质与shader也是非常耗时的操作。 DrawCall的次数是决定性能的重要指标。
        Canvas

        面板中Canvas表示缓存画布的数量，分别代表 （每帧重绘的画布数量 / 缓存类型为”normal”类型的画布数量 / 缓存类型为”bitmap”类型的画布数量”）

        CurMem
        面板中CurMem表示当前使用的内存与显存总占用大小。

Shader

        面板中Shader表示shader的提交次数。

无论是Canvas模式还是WebGL模式，我们都需要重点关注DrawCall，Sprite，Canvas这三个参数，然后针对性的进行优化。

针对Sprite的优化

        1）尽量减少不必要的层次嵌套，减少Sprite数量

        2）非可见区域的对象尽量从显示列表移除或者设置visible=false

        3）对于容器内有大量静态内容或者不经常变化的内容（比如按钮），可以对整个容器设置cacheAs属性，能大量减少Sprite的数量，显著提高性能。如果有动态内容，最好和静态内容分开，这样就可以只缓存静态内容。

        4）Panel内，会针对panel区域外的直接子对象（子对象的子对象判断不了）进行不渲染处理，超出panel区域的子对象是不产生消耗的。

针对DrawCall的优化

       1）对复杂静态内容设置cacheAs，能大量减少DrawCall。

       2）尽量保证同图集的图片渲染顺序是挨着的，如果不同图集交叉渲染，会增加DrawCall数量。

       3）尽量保证同一个面板中的所有资源用一个图集，这样能减少提交批次。

针对Canvas的优化

       在对Canvas优化时，我们需要注意，在以下场合不要使用cacheAs：

       1）对象非常简单，比如一个字或者一个图片，设置cacheAs=bitmap不但不提高性能，反而会损失性能。

       2）容器内有经常变化的内容，比如容器内有一个动画或者倒计时，如果再对这个容器设置cacheAs=bitmap，会损失性能。

       可以通过查看Canvas统计信息的第一个值，判断是否一直在刷新Canvas缓存；

针对cacheAs的相关介绍

       设置cacheAs可将显示对象缓存为静态图像，当cacheAs时，子对象发生变化，会自动重新缓存，同时也可以手动调用reCache方法更新缓存。 建议把不经常变化的复杂内容，缓存为静态图像，能极大提高渲染性能，cacheAs有"none"，"normal"和"bitmap"三个值可选。

        默认为"none"，不做任何缓存。

        当值为"normal"时，canvas下进行画布缓存，webgl模式下进行命令缓存。

        当值为"bitmap"时，canvas下进行依然是画布缓存，webGL模式下使用renderTarget缓存。这里需要注意的是，webGL下renderTarget缓存模式有2048大小限制，超出2048会额外增加内存开销。另外，不断重绘时开销也比较大，但是会减少drawcall，渲染性能最高。 webGL下命令缓存模式只会减少节点遍历及命令组织，不会减少drawcall，性能中等。

前面多次提到cacheAs，cacheAs是引擎优化性能的利器，一定要好好应用，他主要在两方面提高性能，一是能减少节点遍历和顶点及三角形计算，二是减少drawCall，合理利用cacheAs能大大提高游戏性能。

       在以下例子里，实现绘制8000个文字的DEMO，我们通过运行后截图看到，FPS是45帧。

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Laya.init(550, 400,Laya.WebGL);

Laya.stage.scaleMode = Laya.Stage.SCALE_SHOWALL;

Laya.Stat.show();

 

var textBox = new Laya.Sprite();

 

// 5000个随机摆放的文本

var text;

for (var i = 0; i < 8000; i++)

{

    text = new Laya.Text();

    text.text = (Math.random() * 100).toFixed(0);

    text.color = "#CCCCCC";

     

    text.x = Math.random() * 550;

    text.y = Math.random() * 400;

     

    textBox.addChild(text);

}

 

Laya.stage.addChild(textBox);




       当我们对文字所在的容器设置为cacheAs之后，如下面的例子所示，性能获得较大的提升，FPS达到到了60帧。

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Laya.init(550, 400,Laya.WebGL);

Laya.stage.scaleMode = Laya.Stage.SCALE_SHOWALL;

Laya.Stat.show();

var textBox = new Laya.Sprite();

// 5000个随机摆放的文本

var text;

for (var i = 0; i < 8000; i++)

{

text = new Laya.Text();

text.text = (Math.random() * 100).toFixed(0);

text.color = "#CCCCCC";

text.x = Math.random() * 550;

text.y = Math.random() * 400;

textBox.addChild(text);

}

//缓存为静态图像

textBox.cacheAs = "normal";

Laya.stage.addChild(textBox);




其他通用优化策略

1、尽量减少对象重复创建，可以使用LayaAir引擎提供的对象池类（Pool类），复用已经创建的对象；

2、Handler尽量用Handler.create创建，通过此方法创建使用后会立即回收，或者自己手动调用recover()方法回收；

3、尽量减少滤镜，遮罩的使用，虽然LayaAir引擎对这些做了大量优化，但是还是不推荐大量使用；特别说明一下，在webGL模式下颜色滤镜消耗很小，可以使用。另外，场景中不重绘的对象使用滤镜，也可以达到几乎无损耗的程度。

4、减少粒子使用数量，在Canvas模式下，尽量不用粒子，否则性能会有损耗；

5、对象不显示的时候，尽量停掉内部的Timer，减少不必要的计算；

6、在Canvas模式下，尽量减少旋转，缩放，alpha等属性的使用，这些属性会对性能产生消耗。（在WebGL模式可以使用）；

7、减少文本描边的使用，适量使用位图字体代替；

8、设置Laya.stage.frameRate = “mouse”，在设置后，引擎默认会以30帧运行，只有鼠标活动后才会自动提速到60帧，这样既能保证鼠标操作的流畅性，又能减少不操作的性能消耗；

9、还可以设置Laya.stage.frameRate = “slow”，默认以30帧运行，来降低性能消耗，30帧的帧率已经能保证大多数游戏友好的体验；

10、删除对象时，确保外部没有对他进行引用，否则会造成内存泄漏，还可以手动调用destory方法销毁此对象；

11、不用的资源可以通过Loader.clearRes方法销毁；

12、如果多个属性都需要导致某个函数调用，可以使用callLater函数来延迟处理函数调用，减少函数计算开销，如果函数计算开销不大，建议不要使用；

13、同时加载大量图片会导致性能下降，尽量把加载分摊开；

14、设置cacheAs后，还可以设置staticCache=true，来阻止自动更新缓存，同时可以手动调用reCache方法更新缓存；

15、不要在timeloop里面创建对象及复杂计算；

16、尽量减少对容器的autoSize的使用，减少getBounds()的使用，因为这些调用会产生较多计算；

17、尽量少用try catch的使用，被try catch的函数执行会变得非常慢；

18、尽量缓存属性到局部变量，比如var len = arr.length;这样能减少属性查询及计算开销

19、使用Text类的changeText方法更改文本，可以减少排版消耗，对于不需要更改排版信息的内容更改，建议使用此方法修改内容；

20、多学习js代码书写优化策略，多测试对比性能，选择更好的方案；

使用Profiles分析游戏

        在chrome打开游戏后，按快捷键F12，就打开了chrome开发工具，切换到Profiles面板，可以分析游戏性能开销

CPU占用分析

        按上图所示，点击start开始统计。

        这里可以看到哪些函数照成多少开销，然后有针对性的进行优化

内存实例分析及内存泄漏分析

        点击Take Snapshot 开始统计内存快照，我们可以看到如同下图的详细对象实例信息

        再等一会，通过点击左上角圆点，统计一个新的内存快照。如下图所示，点击选中第二个快照，然后通过Comparison进行内存对比。

        这样就能分析出当前和上一次之间新创建的对象，如果有大量对象创建，是需要通过性能优化来解决的。

资源加载分析

        先点击Network打开面板，然后点击左上角的圆圈，变为红色后，刷新游戏，可以统计到游戏资源的加载信息。

        根据此统计分析出资源加载的情况，然后针对性的去做一些优化。

【最后】

        除了本文的经验总结，其实最好的优化方法，就是多测试，多对比，不断总结经验，选择更好的实现方式，写出更优质的代码。