VR项目《盗墓大师》帧率优化实践
在本文中，我将分享一些关于UE4引擎优化的相关知识，以我们的VR项目《盗墓大师》为例，详细阐述帧率优化的实践过程。
氛围设定
为了适配公司的硬件，我们将游戏场景设计为双人面对面的模式。从游戏界面左下角的两列功能可以看出，游戏具备丰富的互动元素和对应的资源表现。然而，在优化之前，使用GTX980显卡开启VR模式时，游戏帧率仅为20多帧，卡顿现象非常严重。在与程序团队商讨并查阅了一些优化相关资料后，我们采取了以下操作来提高帧率。
一、准备测试环境
1. 地图构建
对地图进行Build操作，确保地图数据的完整性和准确性。
2. 解除引擎帧率限制
在工程设置的通用设置中，找到帧率选项，确保引擎中帧速最大值没有被限制。
3. 配置各项参数质量
根据硬件性能和游戏需求，合理配置各项参数的质量，以平衡画面质量和性能。
4. 调整画面分辨率
打开VR模式后，在编辑器中按“~”键调出控制台，输入“r.ScreenPercentage”命令。该命令相当于调整画面分辨率，默认值为100。你可以根据实际情况输入更高或更低的值，以确定一个清晰度合适的数值，例如120。
二、快速查找帧率瓶颈
准备好测试环境后，调出控制台，输入“stat unit”命令，查看当前画面中的各项运算耗时数据。其中，“Game”表示CPU运算游戏程序逻辑的时间，“Draw”表示绘制材质的时间，“GPU”表示渲染画面的时间。游戏整体延迟取决于运算时间最长的那一项，通过分析这些数据，我们可以确定瓶颈所在。在本次项目中，我们发现瓶颈主要在于渲染环节。
三、查找导致GPU消耗高的具体因素
转到视野范围内，按“Ctrl + Shift +,”组合键调出GPU查看器。通过该查看器，我们可以查看具体是哪些部分占用了渲染时间（红框内显示的是渲染总时长），条越长表示耗时越久。从查看器的结果可以看出，消耗渲染时间最多的主要是BasePass、灯光和后期处理这三大块（实际上不止这三块，每种颜色代表一个部分）。
1. BasePass消耗优化
如果BasePass消耗过高，我们需要深入了解哪些模型、贴图和材质的开销过大。具体优化方法如下：
- 模型优化：对于面数过高的模型，进行减面处理，以降低模型的复杂度。
- 半透明物件评估：对于使用半透明效果较多的物件，仔细斟酌是否有必要使用，尽量减少不必要的半透明效果。
- 材质优化：材质是导致GPU消耗过高的主要原因之一。对于消耗较高的材质，检查其节点设置，关闭一些非必要的效果。可以通过查看材质复杂程度来判断，颜色越红表示越消耗资源。原则上，应减少使用点动画和曲面细分等效果。
- 碰撞计算优化：如果场景中摆放的模型不需要参与碰撞计算，最好关闭碰撞功能，以减少运算消耗。
- LOD和低质量材质贴图创建：UE4 4.14及以上版本集成了Simplygon工具，可以自动创建LOD（Level of Detail）和低质量材质贴图。可根据项目需求，设置需要的LOD级数。
- 使用showflag命令定位问题：在游戏运行时，在控制台里使用“showflag”（隐藏）命令可以帮助我们快速定位具体是模型、特效、光照等哪个部分消耗过高。以下是几个常用的“showflag”命令：
- showflag.Translucency
- showflag.ambientocclusion
- showflag.particles
- showflag.staticmeshes
- showflag.dynamicshadows
- showflag.decal
2. 灯光消耗优化
如果灯光消耗过高，需要检查以下几个方面：
- 动态光照数量：检查动态光照的数量，由于静态光照在Build后已将灯光信息存储进了Lightmap，游戏中不再进行计算，所以灯光的主要消耗来自动态光源。在世界大纲里查看所有灯光类型，确定动态光和固定光的数量，前面有红点的是动态光，黄点的是固定光。
- 照射区域重叠情况：进一步查看固定光的照射范围的重叠部分是否过多，重叠部分越多，交集处越亮越红。使用灯光的原则是尽量减少动态光的使用，不同类型灯光的消耗顺序为：点光消耗 > 聚光灯 > 区域光（消耗主要来自被投射的Mesh）。同时，应尽量避免灯光照射范围的重叠，且同一个地图里固定光的数量最好不超过4盏。
- 关闭投射阴影功能：关闭灯光的投射动态阴影功能可以降低一些消耗，对于一些不需要投射阴影的灯光，可以直接关闭该功能。
3. 后期处理消耗优化
后期处理也是导致GPU消耗过高的一个重要因素，需要谨慎使用。优化原则是尽可能关闭一些不必要的参数，尤其是SSR（屏幕空间反射）、后期AO（环境光遮蔽）、Bloom（泛光）等效果。对于一些默认带有数值的参数，如果没有必要，将其全部清零。同时，将抗锯齿模式切换为FXAA（快速近似抗锯齿）。
需要注意的是，以上列举的三大块只是常见的消耗较大的领域，实际上还有其他一些需要优化的因素，例如雾效、反射球等。在完成这几大块的优化后，帧率通常会有显著提高。但随着游戏内容的不断增加，优化工作需要持续进行。
游戏截图预览
[此处可插入游戏截图]