Unity教程之-DrawCall Batching技术

 

本篇unity3d教程我们来学习下,unity中的DrawCall Batching技术,下面开始!

Unity(或者说基本所有图形引擎)生成一帧画面的处理过程大致可以这样简化描述:引擎首先经过简单的可见性测试,确定摄像机可以看到的物体,然后把这些物体的顶点(包括本地位置、法线、UV等),索引(顶点如何组成三角形),变换(就是物体的位置、旋转、缩放、以及摄像机位置等),相关光源,纹理,渲染方式(由材质/Shader决定)等数据准备好,然后通知图形API——或者就简单地看作是通知GPU——开始绘制,GPU基于这些数据,经过一系列运算,在屏幕上画出成千上万的三角形,最终构成一幅图像。

在Unity中,每次引擎准备数据并通知GPU的过程称为一次Draw Call。这一过程是逐个物体进行的,对于每个物体,不只GPU的渲染,引擎重新设置材质/Shader也是一项非常耗时的操作。因此每帧的Draw Call次数是一项非常重要的性能指标,对于iOS来说应尽量控制在20次以内,这个值可以在编辑器的Statistic窗口看到。

Unity内置了DrawCall Batching技术,从名字就可以看出,它的主要目标就是在一次Draw Call中批量处理多个物体。只要物体的变换和材质相同,GPU就可以按完全相同的方式进行处理,即可以把它们放在一个DrawCall中。DrawCall Batching技术的核心就是在可见性测试之后,检查所有要绘制的物体的材质,把相同材质的分为一组(一个Batch),然后把它们组合成一个物体(统一变换),这样就可以在一个Draw Call中处理多个物体了(实际上是组合后的一个物体)。

但Draw Call Batching存在一个缺陷,就是它需要把一个Batch中的所有物体组合到一起,相当于创建了一个与这些物体加起来一样大的物体,与此同时就需要分配相应大小的内存。这不仅会消耗更多内存,还需要消耗CPU时间。特别是对于移动的物体,每一帧都得重新进行组合,这就需要进行一些权衡,否则得不偿失。但对于静止不动的物体来说,只需要进行一次组合,之后就可以一直使用,效率要高得多。

Unity提供了Dynamic Batching和Static Batching两种方式。Dynamic Batching是完全自动进行的,不需要也无法进行任何干预,对于顶点数在300以内的可移动物体,只要使用相同的材质,就会组成Batch。Static Batching则需要把静止的物体标记为Static,然后无论大小,都会组成Batch。如前文所说,Static Batching显然比Dynamic Batching要高效得多,于是,Static Batching功能是收费的……

要有效利用DrawCall Batching,首先是尽量减少场景中使用的材质数量,即尽量共享材质,对于仅纹理不同的材质可以把纹理组合到一张更大的纹理中(称为Texture Atlasing)。然后是把不会移动的物体标记为Static。此外还可以通过CombineChildren脚本(Standard Assets/Scripts/Unity Scripts/CombineChildren)手动把物体组合在一起,但这个脚本会影响可见性测试,因为组合在一起的物体始终会被看作一个物体,从而会增加GPU要处理的几何体数量,因此要小心使用。

对于复杂的静态场景,还可以考虑自行设计遮挡剔除算法,减少可见的物体数量同时也可以减少DrawCall。

总之,理解DrawCall和DrawCall Batching原理,根据场景特点设计相应的方案来尽量减少Draw Call次数才是王道,其它方面亦然。