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图形性能基础知识

本页包含一些优化应用程序中呈现性能的简单准则。

开始之前：查找并了解问题

在进行任何更改之前，必须分析应用程序以确定问题的原因。如果在了解性能问题的原因之前尝试解决性能问题，则可能会浪费时间或使问题变得更糟。此外，CPU 或 GPU 上可能会出现与渲染相关的性能问题。解决这些问题的策略完全不同，因此在采取任何措施之前了解问题所在非常重要。

Unity Learn 网站上的以下文章全面介绍了图形性能，并包含有关识别和修复问题的信息：修复性能问题：优化 Unity 游戏中的图形渲染。如果您还不熟悉此主题，请在遵循此页面上的任何建议之前阅读本文。

降低渲染的 CPU 成本

通常，对 CPU 渲染时间影响最大的因素是将渲染命令发送到 GPU 的成本。渲染命令包括绘制调用（用于绘制几何图形的命令）以及在绘制几何图形之前更改 GPU 上设置的命令。如果是这种情况，请考虑以下选项：

• 您可以减少 Unity 渲染的对象数量。
• 考虑减少场景中对象的总数：例如，使用天空盒创建远距离几何体的效果。
• 执行更严格的剔除，以便 Unity 绘制更少的对象。请考虑使用遮挡剔除来防止 Unity 绘制隐藏在其他对象后面的对象，减少摄像机的远距离裁剪平面，以便更远的对象落在其视锥体之外，或者，对于更细粒度的方法，将对象放入单独的图层并使用 Camera.layerCullDistances 设置每层剔除距离。
• 您可以减少 Unity 渲染每个对象的次数。
• 在适当的情况下，使用光照贴图“烘焙”（预计算）光照和阴影。这会增加构建时间、运行时内存使用量和存储空间，但可以提高运行时性能。
• 如果应用程序使用前向渲染，请减少影响对象的每像素实时光源的数量。有关更多信息，请参阅正向呈现路径。
• 实时阴影可能非常耗费资源，因此请谨慎高效地使用它们。有关详细信息，请参阅影子疑难解答：影子性能。
• 如果应用程序使用反射探针，请确保优化其使用。有关详细信息，请参阅反射探针性能
• 您可以减少 Unity 准备和发送渲染命令必须执行的工作量，通常是通过更高效的“批量”将它们发送到 GPU。有几种不同的方法可以实现此目的：有关更多信息，请参阅优化绘制调用。

其中许多方法还将减少 GPU 上所需的工作;例如，减少 Unity 在帧中渲染的对象总数将减少 CPU 和 GPU 的工作量。

降低渲染的 GPU 成本

GPU 可能无法及时完成其工作以渲染帧的原因有三个。

如果应用程序受填充率限制，则 GPU 会尝试每帧绘制的像素数超过其处理能力。如果是这种情况，请考虑以下选项：

• 识别并减少应用程序中的过度绘制。过度绘制最常见的因素是重叠的透明元素，例如 UI、粒子和精灵。在 Unity 编辑器中，使用“过度绘制”模式确定存在此问题的区域。
• 降低片段着色器的执行成本。有关着色器性能的信息，请参阅着色器性能页面。
• 如果您使用的是 Unity 的内置着色器，请从“移动”或“无光照”类别中选择着色器。它们也适用于非移动平台，但是是更复杂的着色器的简化和近似版本。
• 动态分辨率是一项 Unity 功能，可用于动态缩放单个渲染目标。

如果应用程序受到内存带宽的限制，则 GPU 会尝试在其专用内存中读取和写入比帧中可以处理的更多的数据。这通常意味着纹理太多，或者纹理太大。如果是这种情况，请考虑以下选项：

• 为与相机的距离在运行时变化的纹理启用 mipmap（例如，3D 场景中使用的大多数纹理）。这会增加这些纹理的内存使用量和存储空间，但可以提高运行时 GPU 性能。
• 使用合适的压缩格式来减小内存中纹理的大小。这可以缩短加载时间、减少内存占用并改善 GPU 渲染性能。压缩纹理仅使用未压缩纹理所需内存带宽的一小部分。

如果应用受到顶点处理的限制，这意味着 GPU 正在尝试处理比它在帧中可以处理的更多的顶点。如果是这种情况，请考虑以下选项：

• 降低顶点着色器的执行成本。有关着色器性能的信息，请参阅着色器性能页面。
• 优化几何图形：不要使用不必要的三角形，并尽量保持 UV 映射接缝和硬边（双倍顶点）的数量尽可能少。有关更多信息，请参阅创建模型以获得最佳性能。
• 使用详细级别系统。

降低渲染频率

有时，降低呈现帧速率可能会使应用程序受益。这不会降低渲染单个帧的 CPU 或 GPU 成本，但会降低 Unity 渲染的频率，而不会影响其他操作（例如脚本执行）的频率。

您可以降低应用程序部分或整个应用程序的呈现帧速率。降低渲染帧速率以防止不必要的电源使用，延长电池寿命，并防止设备温度上升到可能限制 CPU 频率的点。这在手持设备上特别有用。

如果分析显示呈现占用了应用程序的很大一部分资源，请考虑应用程序的哪些部分可能从中受益。常见用例包括菜单或暂停屏幕、游戏等待输入的回合制游戏，以及内容大多是静态的应用程序，例如汽车 UI。

为了防止输入滞后，您可以在输入期间暂时提高渲染帧速率，使其仍然具有响应感。

要调整渲染帧速率，请使用按需渲染 API。该 API 与自适应性能包配合得特别好。

注意： VR 应用程序不支持按需渲染 (On Demand Rendering)。 如果不渲染每一帧，则会导致视觉效果与头部移动不同步，并可能增加晕动症的风险。

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