UE4 性能优化方法

在游戏开发过程中，游戏帧率过低或出现卡顿现象可能由多种原因导致。此时，盲目猜测问题所在，如怀疑是人物过多或渲染内容过多，往往意义不大，还可能浪费大量时间却找不到关键所在。当然，运气好的话也能找到性能瓶颈，但更有效的方法是借助相应工具来查找。本文将以 UE4 为例，详细讲解性能优化的相关方法。

确定性能瓶颈所在

首先要明确瓶颈是在 CPU 还是 GPU。为了找出问题所在，需以非 debug 版本启动程序，并在控制台上输入 stat unit 命令。若在 Android 平台上，可同时按下四个手指打开控制台，再输入 stat unit，此时会显示相关信息。

各时间含义及瓶颈判断

• Frame 时间：产生一帧所花费的总时间。由于逻辑线程（Game）和渲染线程（Draw）在一帧结束时需要同步，所以一帧花费的时间通常与其中一个线程的时间相近。
• GPU 时间：测量显卡渲染当前场景所花费的时间。由于 GPU 时间与当前帧同步，所以它与一帧花费的时间也基本相近。

根据各时间的比较来判断瓶颈位置：

• 若一帧花费的时间与逻辑线程的时间比较接近，那么瓶颈在逻辑线程。
• 若一帧花费的时间与渲染线程的时间比较接近，那么瓶颈在渲染线程。
• 若上述两个时间都不接近，但与 GPU 时间比较接近，那么瓶颈在显卡上。

第三方工具辅助判断

除了上述方法，还可以使用一些第三方工具，如 Intel VTune、Aqtime 等。在移动平台上，可以使用 Apple Instruments、NVIDIA Tegra System Profiler、ARM DS - 5 等。

逻辑线程瓶颈分析

性能分析步骤

通过 ~ 打开控制台，输入 stat startfile，让程序运行至少 10 秒以获取多帧的平均值。注意，若运行时长过长，生成的文件会很大。之后输入 stat stopfile 结束性能分析。此时会在工程路径下生成一个后缀为 ue4stats 的文件，若为 Android 平台，则会在安装目录下生成一个 profile 目录。若要查看分析结果，需将该文件拷贝到 PC 上，可使用 adb pull {ue4stats 完整路径} {pc 保存路径} 命令进行拷贝。

结果查看方式

可以使用 UnrealFrontEnd（与 UE4Editor 在同级目录）打开分析结果，也可以在 UE4Editor 中通过 window --> Developper Tools --> Session Frontend，打开后切换到 Profiler 面板，通过 load 来打开 ue4stats 文件。

卡顿查看方法

打开分析结果后，若要查看卡顿情况，可在时间线上查看高峰的地方。通过选择 Maximum 而非 Average，这样会显示一些峰值。

GPU 分析

内置命令与快捷键

在 PC 平台上，可以使用 ProfileGPU 命令，或者使用快捷键 Ctrl + Shift + ,。

第三方工具

也可以使用一些第三方工具进行测试，在 PC 平台上如 Intel GPA、Nvidia NSight Visual Studio Edition；在移动平台上，如高通的 Adreno Profiler、NVIDIA Tegra Graphics Debugger、ImgTec PVRTune 和 PVRTrace、ARM Mali Graphics Debugger 等，苹果的 XCode 也可用于分析。

常用命令

以下是一些常用的 UE4 性能分析命令：

• stat unit
• stat scenerendering
• stat engine
• stat initviews
• stat game
• Stat Slow
• ViewMode ShaderComplexity
• Stat UnitGraph

完整的 stat 命令参考：https://docs.unrealengine.com/latest/CHN/Engine/Performance/StatCommands/index.html。

有用的变量及功能

• r.SetRes：改变屏幕或窗口的分辨率。
• r.VSync：开启/关闭垂直同步（可能依赖于是否原生全屏）。
• r.ScreenPercentage：用于减小内部实际渲染分辨率，画面会重新放大。
• r.AllowOcclusionQueries：用于禁用遮挡（可能会让场景运行更慢）。
• r.TiledDeferredShading：能够关闭基于 Tile 的延迟光照技术（GPU 粒子的光影则没有退回方法）。
• r.TiledDeferredShading.MinimumCount：能够调整使用多少灯光应用在基于 Tile 的延迟光照技术（视觉上无差异但性能会不同）。
• Pause：暂停游戏或者 Matinee（分析时更稳定，但禁用了 Update/Tick）。
• Slomo：能够对游戏进行加速或者减速播放。
• r.VisualizeOccludedPrimitives：显示被裁剪掉的物件的外盒框。
• StartFPSChart StopFPSChart：具体功能请看下文。
• r.SeparateTranslucency：用于修复半透明情况下景深的问题，不需要时可关闭，可能有其他影响（查阅 SceneColor）。
• r.Tonemapper.GrainQuantization：用于关闭在 Tonemapper 中添加的噪点以避免 Color Banding，由于 8bit 量化和较小的质量改进在输出为 10:10:10 时并非必需。
• r.SceneColorFormat：能够选用不同的 SceneColor 格式（默认是 64bit 的最佳质量，并支持屏幕空间子表面散射）。
• FX.AllowGPUSorting：禁用粒子排序（在大量粒子使用时可妥协使用）。
• FX.FreezeParticleSimulation：禁止粒子的更新。
• r.SSR.MaxRoughness：调整屏幕空间反射（SSR）粗糙度的最大值，并覆盖后处理中的该设置。请查阅 Show Flag VisualizeSSR。

命令行选项

有些功能可以在命令行中进行关闭，例如 UE4.exe –NoSound。以下是几个对分析比较有用的开关：

• -NoSound：禁用声音和音乐系统。
• -NoTextureStreaming：关闭贴图 streaming（对于隔离问题很有帮助）。
• -NoVerifyGC：避免在 Release 版本中每 30 秒可能遇到的性能波动。
• -NoVSync：能够更快地渲染，但会导致画面撕裂，尤其是在高帧数下。
• -Streaming：在使用 StartFPSChart/StopFPSChart 时很有用，能够从非 Windows 设备上获取数据并用于进一步检测（假设是实时的 cook 数据）。