关于Unity 几种优化建议
最简单的优化建议
- 顶点数控制：在PC平台，保持场景中显示的顶点数少于200K - 3M；在移动设备上，顶点数应少于10万。不过，具体的顶点数限制取决于目标GPU与CPU的性能。
- Shader选择：若使用U3D自带的Shader，在表现效果不差的情况下，优先选择Mobile或Unlit目录下的Shader，它们的效率更高。
- 材质共用：尽可能让多个物体共用材质，以减少资源消耗。
- 静态物体设置：将不需要移动的物体设为Static，这样引擎可以对其进行批处理，提高渲染效率。
- 灯光使用：尽可能减少灯光的使用，尤其是动态灯光，因为灯光会增加CPU和GPU的计算负担。
- 贴图格式：尝试使用压缩贴图格式，或者用16位代替32位，可降低内存占用并提高加载速度。
- 雾效控制：如果场景不需要雾效（fog），就不要使用，以免增加不必要的计算。
- 遮挡剔除：尝试使用Occlusion Culling，在房间过道多、遮挡物体多的场景中非常有用。但使用不当可能会增加CPU的计算负担。
- 天空盒应用：使用天空盒来“褪去”远处的物体，减少不必要的渲染。
- Shader优化
- 用贴图混合的方式代替多重通道计算，降低计算复杂度。
- 注意float/half/fixed的使用，根据不同的计算需求选择合适的浮点类型。
- 避免在Shader中使用复杂的计算，如pow、sin、cos、tan、log等。
- 尽量减少Fragment的使用。
- 动画脚本检查：注意是否有多余的动画脚本，模型自动导入到U3D时可能会附带动画脚本，大量的动画脚本会严重影响CPU的计算性能。
- 碰撞检测优化：注意碰撞体的碰撞层，舍去不必要的碰撞检测，降低CPU的计算负担。
为什么需要针对CPU与GPU优化
CPU和GPU都存在各自的计算和传输瓶颈，而且不同的CPU或GPU性能差异较大。因此，游戏需要针对目标用户的CPU与GPU能力进行针对性开发，以确保游戏在不同设备上都能有良好的性能表现。
CPU与GPU的限制
GPU限制
GPU通常受到填充率（Fillrate）和内存带宽（Memory Bandwidth）的限制。如果游戏在低质量表现下运行速度明显加快，很可能需要限制GPU的填充率。
CPU限制
CPU一般受需要渲染物体的个数限制，CPU向GPU发送渲染物体的命令称为DrawCalls。通常情况下，DrawCalls数量应尽可能控制，在能保证表现效果的前提下越少越好。一般来说，电脑平台上DrawCalls控制在几千个之内，移动平台上控制在几百个之内，但这并非绝对标准，仅作参考。
需要注意的是，渲染（Rendering）本身可能并非性能瓶颈，问题很可能出在脚本代码的效率上。可以使用Profiler进行查看，关于Profiler的介绍可参考：Profiler 。另外，在GPU中显示的RenderTexture.SetActive()占用率很高，这是因为同时打开了编辑窗口，并非U3D的BUG。
顶点数量和顶点计算
GPU顶点计算
GPU中渲染的顶点数取决于GPU性能和SHADER的复杂程度。一般而言，每帧之内，PC上的顶点数应控制在几百万以内，移动平台上不超过10万顶点。
CPU顶点计算
CPU中的计算主要集中在蒙皮骨骼计算、布料模拟、顶点动画、粒子模拟等方面。而GPU则负责各种顶点变换、光照、贴图混合等计算。
具体的顶点数和DrawCall数量应根据项目需求来确定。例如，对于需要兼容低配置硬件、保证流畅运行并控制硬件发热，同时还要达到一定效果（如LIGHTMAP + 雾效）的3D游戏，同屏2W顶点是比较合适的数目，DrawCall最好低于70。此外，为了控制发热，需要控制最高帧率，实际上，要保证游戏流畅，帧率并不需要太高。
针对CPU的优化——减少DRAW CALL的数量
为了将物体渲染到显示器上，CPU需要完成一系列工作，如区分需要渲染的物体、判断物体是否受光照影响、选择合适的SHADER并为其传参、向显示驱动发送绘图命令以及发送删除命令等。
假设用上千个三角形模型代替一个上千三角面的模型，在GPU上的消耗相差不大，但在CPU上的消耗会大幅增加。为了减轻CPU的负担，需要减少可见物的数目，可采取以下方法：
- 模型合并：合并相近的模型，可以手动在模型编辑器中进行合并，也可以使用UNITY的Draw call批处理（Draw call batching）达到相同效果。具体方法和注意事项可查看：Draw call batching 。
- 材质处理：在项目中尽量使用更少的材质（material），可以将几个分开的贴图合成一个较大的图集。如果需要通过脚本来控制单个材质属性，应使用Renderer.sharedMaterial来保证材质的共享状态，因为改变Renderer.material会造成一份材质的拷贝。此外，有一个不错的合并模型材质的插件叫Mesh Baker，可以考虑尝试。
- 渲染步骤简化：尽量少用一些渲染步骤，如reflections、shadows、per - pixel light等。
- 材质共享：Draw call batching合并物体时，每个合并后的物体至少应有几百个三角面。如果合并的两个物体不共享材质，不会有性能上的提升。因此，为了提升CPU的性能，应确保这些物体使用同样的贴图。另外，使用灯光会取消（break）引擎的DRAW CALL BATCH，详情可查看：Forward Rendering Path Details 。
- 剔除优化：使用相关剔除技术直接减少Draw Call数量，后续会有相关介绍。
优化几何模型
优化几何模型有两个基本准则：
- 减少不必要的三角面：避免模型中存在不必要的三角面，以降低顶点数和计算量。
- 减少UV贴图接缝和硬边：UV贴图中的接缝和硬边越少越好，这样可以提高纹理映射的质量和效率。
需要注意的是，图形硬件实际处理的顶点数与硬件报告的并不相同。模型处理应用通常展示的是几何顶点数量，但在显卡中，一些几何顶点会被分离（split）成两个或更多逻辑顶点用于渲染。如果顶点有法线、UV坐标、顶点色等信息，则该顶点必定会被分离。因此，游戏中实际处理的顶点数量会比几何顶点数量多很多。
关于光照
在不使用光的情况下，渲染速度最快。对于移动端优化，可以采用光照贴图（Lightmapping）来烘焙一个静态的贴图，以代替每次的光照计算。在U3D中，生成光照贴图只需要很短的时间。这种方法不仅能大大提高效率，还能获得更好的表现效果，如平滑过渡处理和附加阴影等。
在移动设备和低端电脑上，尽量不要在场景中使用真光，而应使用光照贴图。这样可以大大节省CPU和GPU的计算资源，使CPU的DrawCall减少，GPU的顶点处理和像素栅格化工作量也相应减少。关于光照贴图的详细信息可查看：Lightmapping 。
对GPU的优化——图片压缩和多重纹理格式
图片压缩（Compressed Textures）
图片压缩可以降低图片大小，实现更快的加载速度和更小的内存占用。压缩贴图比起未压缩的32位RGBA贴图，占用的内存带宽要少得多。相关信息可查看：Compressed Textures 。
曾有在U3D会议上提到的优化建议，即贴图尽量使用相同大小的格式（如512 512 、 1024 1024），这样可以使内存排序更优，减少内存空隙，但该建议尚未经过测试验证。
多重纹理格式（MIPMAps）
多重纹理格式的原理与网页上的缩略图类似。在3D游戏中，为游戏的贴图生成多重纹理贴图，远处显示较小的物体使用小的贴图，显示较大的物体使用精细的贴图。这样可以更有效地减少传输给GPU的数据量。相关信息可查看：MIPMAps 。
LOD、Per - Layer Cull Distances、Occlusion Culling
LOD（Level Of Detail）
LOD是一种常用的3D游戏技术，其功能类似于多重纹理贴图。它根据模型在屏幕中显示大小的比例，判断使用高或低层次的模型，从而减少对GPU的传输数据和GPU所需的顶点计算。相关介绍可查看：Level Of Detail 。
摄像机分层距离剔除（Per - Layer Cull Distances）
为小物体标识层次，然后根据其与主摄像机的距离判断是否需要显示，以此减少不必要的渲染。相关信息可查看：Per - Layer Cull Distances 。
遮挡剔除（Occlusion Culling）
当某个物体在摄像机前被另一个物体完全挡住时，不将其发送给GPU进行渲染，从而直接降低Draw Call。但在某些情况下，在CPU中计算物体是否被挡住会消耗大量计算资源，反而得不偿失。相关介绍可查看：Occlusion Culling 。
关于Realtime Shadows（实时阴影）
实时阴影技术效果很棒，但会消耗大量的计算资源，给GPU和CPU都带来沉重的负担。详细信息可参考：Realtime Shadows 。
对GPU优化：采用高效的shader
- 内置Shader选择：有些内置（built - in）Shader有mobile版本，这些版本能大大提高顶点处理的性能，但也会有一些限制。
- 复杂计算优化：自己编写Shader时，要注意避免使用复杂的操作符计算，如pow、exp、log、cos、sin、tan等，每个像素点的计算中最多使用一次。不建议自己编写normalize、dot、inversesqart操作符，因为内置的操作符效率更高。
- Alpha测试注意：需要注意的是，alpha test非常耗时，应谨慎使用。
- 浮点类型选择：在浮点类型运算中，精度越低的浮点计算速度越快。在CG/HLSL中：
- float：32位浮点格式，适合顶点变换运算，但计算速度较慢。
- half：16位浮点格式，适合贴图和UV坐标计算，计算速度是highp类型的两倍。
- fixed：10位浮点格式，适合颜色、光照等计算，计算速度是highp格式的四倍。
关于Shader优化的小提示可查看：Shader优化提示 。
另外的相关优化
- Draw Call Batching优化：可参考Draw Call Batching优化 。
- Rendering Statistics Window说明：关于Rendering Statistics Window的说明和提示可查看：Rendering Statistics Window 。
- 角色模型优化：角色模型的优化建议包括使用单个蒙皮渲染、尽量少用材质、少用骨骼节点。在移动设备上，角色多边形数量应保持在300 - 1500内；在PC平台上，保持在1500 - 4000内，但具体数量还需根据项目需求确定。相关信息可查看：角色模型优化 。