Unity中的静态合批动态合批GPU Instance 以及SRP Batching

Posted 2023-03-30 流浪打工人

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Unity中的静态合批动态合批GPU Instance 以及SRP Batching相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

Unity中的静态合批、动态合批、GPU Instance 以及SRP Batching

Unity中的静态合批、动态合批、GPU Instance 以及SRP Batching

四种合批简介

GPU instancing

GPU instancing: 对同一网格，同时渲染多个副本时使用，底层调用的是多实例渲染接口，例如OpenGL的glDrawArraysInstanced接口。GPU实例对于绘制场景中多次出现的几何图形（例如，树或灌木丛）非常有用。首先使用GPU Instance，需要材质着色器支持 GPU 实例化，接着就可以在 Project 窗口中选择材质，最后在 Inspector 中勾选 Enable Instancing 复选框。

特点：

使用 GPU 实例化可使用少量绘制调用一次绘制（或渲染）同一网格的多个副本。
GPU 实例化在每次绘制调用时仅渲染相同的网格，但每个实例可以具有不同的参数（例如，颜色或比例）以增加变化并减少外观上的重复。
GPU 实例化可以降低每个场景使用的绘制调用数量。可以显著提高项目的渲染性能。

使用GPU Instance的限制条件：

Unity 自动选取要实例化的网格渲染器组件和 Graphics.DrawMesh 调用。请注意，不支持 SkinnedMeshRenderer（骨骼蒙皮渲染）。
Unity 仅在单个 GPU实例化绘制调用中，批量处理那些共享相同网格和相同材质的游戏对象。使用少量网格和材质可以提高实例化效率。要创建变体，请修改着色器脚本为每个实例添加数据，下述shaderlab代码为官方示例代码。
还可以使用 Graphics.DrawMeshInstanced 和 Graphics.DrawMeshInstancedIndirect 调用来通过脚本执行 GPU 实例化。

使用实例化渲染实例代码

Shader "Custom/InstancedColorSurfaceShader" 
    Properties 
        _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
        _MainTex ("Albedo (RGB)", 2D) = "white" 
        _Glossiness ("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5
        _Metallic ("Metallic", Range(0,1)) = 0.0
    

    SubShader 
        Tags  "RenderType"="Opaque" 
        LOD 200
        CGPROGRAM
        // 基于物理的标准光照模型，并对所有光照类型启用阴影
        #pragma surface surf Standard fullforwardshadows
        // 使用 Shader Model 3.0 目标
        #pragma target 3.0
        sampler2D _MainTex;
        struct Input 
            float2 uv_MainTex;
        ;
        half _Glossiness;
        half _Metallic;
        UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(Props)
           UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(fixed4, _Color)
        UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props)
        void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) 
            fixed4 c = tex2D (_MainTex, IN.uv_MainTex) * UNITY_ACCESS_INSTANCED_PROP(Props, _Color);
            o.Albedo = c.rgb;
            o.Metallic = _Metallic;
            o.Smoothness = _Glossiness;
            o.Alpha = c.a;
        
        ENDCG
    
    FallBack "Diffuse"

然后可以在C#脚本中给对应的对象设置Color属性

MaterialPropertyBlock props = new MaterialPropertyBlock();
MeshRenderer renderer;

foreach (GameObject obj in objects)

   float r = Random.Range(0.0f, 1.0f);
   float g = Random.Range(0.0f, 1.0f);
   float b = Random.Range(0.0f, 1.0f);
   props.SetColor("_Color", new Color(r, g, b));
   
   renderer = obj.GetComponent<MeshRenderer>();
   renderer.SetPropertyBlock(props);

更多关于Unity GPU Instance的内容，请点击这里查看官方文档

static Batching

static Batching：静态合批，一般合批的对象是场景中不能动的物体，静态物体，并且在inspector界面勾选上static选项；Unity预先组合静态GameObjects的网格，然后将组合的数据发送到GPU，但单独渲染组合中的每个网格，静态合批不会减小drawcall，只是减少了渲染状态的改变次数。Unity仍然可以单独筛选网格，但每次绘制调用都不会占用大量资源，因为数据的状态永远不会改变。在Unity开启Static Batching，依次点击 Edit > Project Settings > Playe->Other Settings->enable Static Batching。对于Unity使用静态合批的具体要求可以参照官方文档
支持静态合批的Unity渲染管线：默认渲染管线、URP（通用渲染管线）、HDRP、SRP。
在运行时，通过脚本使用静态合批：Unity提供了运行时，通过脚本使用静态合批口：StaticBatchingUtility.Combine，这是一个静态方法，通过这种方式调用静态合批，就不需要在编辑器的inspector界面勾选上Static选项。
static Batching缺点与限制：使用静态合批会增加内存！，因为使用静态合批，需要在内存中存储合成的几何体数据；如果多个GameObject使用了相同的网格数据，Unity会为每一个GameObject创建一个网格副本，这就意味着相同的几个数据有可能会出现多次！所以如果内存过大，就尽量避免使用静态合批。对于每一次静态合批，顶点数的限制时64000，如果超过这个值，Unity就会再次创建另外一个批次(Batch)。

Dynamic batching

Dynamic batching ：动态合批，一般处理的是动态物体；在CPU上变换网格顶点，对共享相同配置的顶点进行分组，并在一次绘制调用中渲染它们。如果顶点存储相同数量和类型的属性，则它们共享相同的配置。例如，位置和法线。在Unity开启动态合批，依次点击Edit > Project Settings > Player->Other Settings->enable Dynamic Batching。对于Unity使用动态合批的具体要求可以参照官方文档
特点：由于动态合批是通过将多个符合要求的GameObject的顶点一起转换到世界空间，提升性能；相当于是作用在CPU，所以只有在顶点的转换过程比一个绘制调用(Draw Call)过程消耗更低，这种策略才是一个合理的选择。
支持是动态合批的Unity渲染管线：默认渲染管线、URP、SRP。
Dynamic batching的限制：动态合批对于顶点属性的数量有限制，不能超过900个顶点属性，例如，材质的shader使用了位置、法线、UV坐标，那么顶点数就是900 / 3 = 300，如果使用了vertex position, vertex normal, UV0, UV1, 和 vertex tangent，那么顶点数量的限制就是 900 / 5 = 180；

SRP Batcher

**SRP Batcher：**如果项目使用脚本化渲染管道（SRP），使用SRP批处理，可以减少渲染状态的切换，这样会同样可以提升渲染新能，因为满足srp管线的材质，在显存中都有一个CBuffer，只要材质的参数没变，就不用每一帧都提交和设置材质的渲染状态，按照官网上上面的文档描述，使用SRP Batcher，其中一个要求是：材质可以不同，但是材质使用的Shader变体必须一致，这个和上面的三种合批方式很不一样。

在SRP Batcher中，GameObject的内置引擎属性（transform等）是有专门的提交路径(下图实线箭头所示)，和材质的提交是分开的（下图虚线所示），这样做的好处是，我们每帧都更新一些必要的属性，例如位置，大小等信息，而材质就可以以增量改变的方式提交给GPU，而恰好材质的提交（渲染状态的改变）是非常印象效率的，在SRP Batcher管线中，每一种材质在GPU内存中都有一个CBuffer存放对应的参数，只要材质的参数没有发生变化，那么在每一帧中就不必从CPU提交材质到GPU。从而减少CPU的消耗，提升渲染效率，官网上的示意图如下：

图集的作用

在上述的合批中，多数都是要求使用相同的材质（meterail），而贴图也是属于材质的一种属性，如果两个材质仅仅贴图不一样，这也会导致材质不一样，就不印象合批，所以把多张贴图打包为图集，这样就可以是的材质引用同一份贴图，使得合批得以进行。

不同合批的优先级

SRP Batcher and static batching
GPU instancing
Dynamic batching

SRP Batcher和static batching可以共存，如果一个GameObject使用了static batching，Unity就会禁用GPU instancing ，即使GameObject使用的是GPU instancing Shader；如果一个GameObject使用了GPU instancing ， Unity就会禁用Dynamic batching；

合批的优先级官网文档参考链接

UGUI中的mask组件，会增加draw call分析：

Stencil 状态
Stencil 状态即模板测试，通过模板缓冲来实现特定的效果，在 Unity 中，Mask 组件就是通过该功能实现，一个 Mask 组件及其控制的渲染节点，需要至少三次 Draw call。第一次开启模板测试并调用一次 Draw call，刷新模板缓冲。第二次绘制对需要通过模板测试的区域进行设置。第三次再进行实际的子节点内容绘制，绘制结束再关闭模板测试。因此使用 Mask 组件就无法与其他相邻节点进行批次处理，但是 Mask 组件内部的连续节点在满足合并规则的情况下还是会进行合批。

Stencil 使用的最佳实践
如果界面内使用大量 Mask 组件会带来 Draw call 的剧增，因此应该尽量减少 Mask 组件的使用。如有使用 Mask 组件的节点，应该尽量不要穿插在连续并且可以进行批次合并的节点层级内，这样也可以尽量规避 Mask 打断本可以合并批次的一系列连续节点。

游戏开发进阶Unity网格探险之旅（Mesh | 动态合批 | 骨骼动画 | 蒙皮）

一、前言

嗨，大家好，我是新发。
有同学私信我让我写一篇Unity网格相关的教程，
在这里插入图片描述
那我就带大家来一次Unity的网格探险之旅吧~

二、Hello Mesh

我背着旅行背包走在Unity的场景中，突然眼前出现了一棵树，
在这里插入图片描述
我走近一看，这棵树身上挂着MeshFilter和MeshRenderer组件，根据Unity探险手册记载，这个MeshFilter是网格过滤器，它会引用一个网格资源，我顺腾摸瓜，找到了对应的网格，

实在太美了，我久久伫立，这就是网格啊！
正当我欣赏着网格三角形时，突然世界暗了下来，眼前出现了一团火，
在这里插入图片描述
我又拿出了Unity探险手册，啊，这一定就是粒子系统了！它可以动态生成网格。

天外传来一阵打字声，场景中出现了一行看起来像文字的网格，作为一个具有多年Hello World经验的程序员，我看出了第一个单词应该是Hello，第二个单词…我知道了，
在这里插入图片描述
是Hello Mesh！

（此处为震撼人心的入场音乐）

三、萌新初识Mesh

1、引擎内置的Mesh

网格的英文名是Mesh，Unity萌新最先接触的网格应该就是引擎内置的Cube（正方体）、Capsule（胶囊体）、Cylinder（圆柱体）、Plane（平面）、Sphere（球体）、Quad（四边形），如下
在这里插入图片描述
事实上，我们在Unity场景中，所有能被渲染出来的物体都会带有网格，比如3D模型、粒子特效、UI、文字等等。

2、Mesh是什么

从概念上讲，网格是图形硬件用来绘制复杂内容的构造。它至少包含一组定义3D空间中点的顶点，以及一组连接这些点的三角形，实际上还包含法线、顶点颜色纹理坐标等信息，这些三角形构成了网格所代表的任何表面。

我们可以看下Unity的Mesh类，Mesh的属性和方法很多，我这里列举几个比较常用的，如下

// 顶点坐标数组
public Vector3[] vertices { get; set; }
// 法线向量数组
public Vector3[] normals { get; set; }
// 顶点颜色数组
public Color[] colors { get; set; }
// 三角形序列数组，每三个数字为一组
public int[] triangles { get; set; }
// uv坐标数组
public Vector2[] uv { get; set; }
// 重新计算法线，在修改完顶点后，通常会更新法线来反映新的变化，注意，法线是根据共享的顶点计算出来的。
public void RecalculateNormals();
// 从法线和纹理坐标重新计算网格的切线。修改网格的顶点和法线之后，如果网格使用引用法线贴图的着色器进行渲染，则切线需要更新。 
public void RecalculateTangents();
// 重新计算从网格包围体的顶点, 在修改顶点后需要这个函数以确保包围体是正确的，赋值三角形将自动重新计算这个包围体。
public void RecalculateBounds();

画个图，方便大家有个直观印象，
在这里插入图片描述

三、Mesh的创建方式

1、第三方建模软件

建模本质上就是建网格，我们可以事先通过第三方建模软件来创建模型网格，
在这里插入图片描述
常见的建模软件比如

3DS MAX官网：https://www.autodesk.com/products/3ds-max/overview

MAYA官网：https://www.autodesk.com/products/maya/overview

blender官网：https://www.blender.org/

2、Unity建模插件：ProBuilder

Unity官方提供了一个可以用来创建和自定义几何体的工具ProBuilder，我们可以在Unity的Package Manager中下载到这个插件，
在这里插入图片描述
使用ProBuilder我们可以直接在Unity中创建或编辑简单的几何体，不用通过第三方建模软件，提升了效率，方便快速搭建场景原型，

3、程序动态生成网格

网格也可以是程序动态生成的，比如粒子系统的网格就是动态生成的，
在这里插入图片描述
又比如文字，也是程序动态生成网格，

文章后面我还会手把手教你如何使用纯代码来构建网格，这里先不急着写代码，我们继续探寻网格的秘密先~

四、Unity中如何显示网格

在Unity中，我们要显示一个网格，需要用到两个组件：MeshFilter和MeshRenderer。

注：你也可以直接使用SkinnedMeshRenderer组件，与MeshFilter和MeshRenderer的区别我下文会讲。

1、MeshFilter：网格过滤器

MeshFilter是网格过滤器，我们需要通过它设置引用的网格资源，比如这里引用的是一个Cube（正方体）网格。
在这里插入图片描述
我们可以看下MeshFilter.cs的源码，

[RequireComponent(typeof(Transform))]
[NativeHeader("Runtime/Graphics/Mesh/MeshFilter.h")]
public sealed partial class MeshFilter : Component
{
    [RequiredByNativeCode]  // MeshFilter is used in the VR Splash screen.
    private void DontStripMeshFilter() {}

    extern public Mesh sharedMesh { get; set; }
    extern public Mesh mesh {[NativeName("GetInstantiatedMeshFromScript")] get; [NativeName("SetInstantiatedMesh")] set; }
}

MeshFilter只有两个属性：mesh和sharedMesh，
我们查看Unity的官方手册，看看mesh与sharedMesh的区别：https://docs.unity3d.com/ScriptReference/MeshFilter.html
在这里插入图片描述
我来解读一下，mesh访问的是一个Mesh资源的实例（副本），这意味着我们修改这个mesh并不会修改到原始资源本身，改的只是Mesh的实例（副本）。
而sharedMesh是原始资源的引用，如果修改了sharedMesh，比如修改顶点坐标，那么原始资源也会被修改。
画成图大概是这样子：
在这里插入图片描述
这里我顺手写个随机修改Mesh顶点坐标的脚本，如下，将下面这个RandoMeshmVertices脚本挂到MeshFilter组件所在的物体上即可，

// RandoMeshmVertices.cs
// 随机修改Mesh顶点坐标

using UnityEngine;

public class RandoMeshmVertices: MonoBehaviour
{
    // Mesh的实例
    MeshFilter meshFilter;

    // 顶点的原始坐标
    Vector3[] originalVertices;

    void Start()
    {
        meshFilter = GetComponent<MeshFilter>();
        originalVertices = meshFilter.mesh.vertices;
    }

    void Update()
    {
        // 随机修改顶点坐标
        Vector3[] vertices = meshFilter.mesh.vertices;
        for (int i = 0, len = originalVertices.Length; i < len; ++i)
        {
            var v = originalVertices[i];
            vertices[i] = v + Random.Range(-0.1F, 0.1F) * Vector3.one;
        }
        meshFilter.mesh.vertices = vertices;
        meshFilter.mesh.RecalculateNormals();
    }
}

运行效果如下，网格顶点坐标发生了随机偏移，
在这里插入图片描述
关于mesh属性的访问需要特别注意一下，我们先看看Unity官方手册的说明，https://docs.unity3d.com/ScriptReference/MeshFilter-mesh.html

翻译一下就是，如果一个Mesh资源已经被分配给MeshFilter的mesh属性，那么当我们在代码中第一次访问mesh属性时才正真创建了Mesh的实例；再次访问mesh属性时则直接返回这个实例，并且一旦mesh属性被访问，则与原始共享网格的链接会丢失，此时sharedMesh变成mesh的别名，如果我们想避免这种自动生成Mesh实例，可以使用sharedMesh代替。
写成伪代码的话大致是这样子：

public class MeshFilter ...
{
	...
	private Mesh _mesh;
	public Mesh mesh
	{
		get
		{
			if (_mesh == null) 
			{
				_mesh = new Mesh();
				Copy(sharedMeh, _mesh);
			}
			return _mesh;
		}
	}
	...
}

还有，如果我们访问了mesh属性而导致自动创建了Mesh实例，则需要在代码中主动调用Resources.UnloadUnusedAssets来销毁没有引用的Mesh实例，建议是在场景切换时调用Resources.UnloadUnusedAssets。

2、MeshRenderer：网格渲染器

MeshRenderer，顾名思义，网格渲染器。我们依旧先来看看官方手册的介绍：https://docs.unity3d.com/Manual/class-MeshRenderer.html
在这里插入图片描述
翻译过来就是MeshRenderer会从MeshFilter那里拿到网格数据并在所在物体的位置处将其渲染出来。
如果没有MeshRenderer，我们就看不见网格了，如下

另外，我们还需要在MeshRenderer的Materials中指定一个材质球，这样才能正常显示，否则模型表面就是紫色的。
在这里插入图片描述

3、SkinnedMeshRenderer：蒙皮网格渲染器

SkinnedMeshRenderer是蒙皮网格渲染器，可能有小伙伴就会问了，上面使用MeshFilter和MeshRenderer已经可以显示模型网格了，为什么又弄了一个SkinnedMeshRenderer呢？
看下Unity官方手册的介绍：https://docs.unity3d.com/Manual/class-SkinnedMeshRenderer.html
在这里插入图片描述
可以看到SkinnedMeshRenderer其实是针对带 骨骼动画 的模型的渲染的。

3.1 骨骼动画

为什么需要做骨骼动画呢？ 就好比我们人一样，我们的骨骼会随着我们肌肉的伸缩而动，骨骼又可以带动它管辖的身体部位发生形变和移动，骨骼还会影响它所连接的其他骨骼一起发生联动。对应到模型动作上，想想一个简单的举手动作要牵涉到多少网格顶点的移动，如果没有骨骼，那动画师要每帧挨个网格顶点进行调整，即使动画做出来了，这个动画也不能复用到其他模型上，因为不同模型的顶点信息都不一样，这么低效的动画制作肯定是不行的，于是，就有了骨骼动画。

骨骼动画的原理 就是将模型分为骨骼（Bone）和蒙皮（Mesh）两个部分，骨骼可分为多层父子骨骼，每个骨骼都附加到周围网格的一些顶点上，在动画关键帧数据的驱动下，计算出各个父子骨骼的位置，基于骨骼的控制通过顶点混合动态计算出蒙皮网格的顶点。

动画师可以在MAYA软件上给模型绑定骨骼，绑定骨骼不是本文的重点，这里就不展讲开具体操作了，感兴趣的同学可以自行百科学习，我这里附一个传送门：《maya骨骼绑定入门教程》

制作好导出为fbx格式，
在这里插入图片描述
将fbx文件导入到Unity中，选中它，

在Inspector视图中点击Rig按钮，

我们可以看到动画类型Animation Type有None、Legacy、Generic和Humanoid四个，

具体选项可以参见Unity官方手册：https://docs.unity3d.com/Manual/FBXImporter-Rig.html
在这里插入图片描述
我这里演示一下人形骨骼动画，选择Humanoid类型，Avatar Definition选择Create From This Model，然后点击Configure，

在Inspector视图中我们就可以看到对应的骨骼绑定信息了，

如下，绿色的线段就是一根根骨骼，
在这里插入图片描述
我们调整一根骨骼，对应的网格也会跟着一起动，如下

这样做出来的人形动画是可以进行复用了，有请妹子上场，

骨骼动画资源的话，我在之前的文章中也介绍过一个宝藏网站Mixamo：https://www.mixamo.com/，上面有很多做好的人形骨骼动画，

看，是不是挺好玩的，

我们可以把它的动作直接复用到我们自己的人形模型上，效果如下：

具体是怎么绑定动画的，我在之前这篇文章中有讲，感兴趣可以看看：https://linxinfa.blog.csdn.net/article/details/118054075

3.2 SkinnedMeshRenderer组件

骨骼动画可以正常播放，要归功于SkinnedMeshRenderer组件，制作好骨骼动画的fbx文件导入Unity中，Unity会自动帮我们挂上SkinnedMeshRenderer组件，
在这里插入图片描述
其中几个重要的属性我讲一下，
Bounds：骨骼数据；
Mesh：要渲染的网格；
Root Bone：根骨骼，其他骨骼都是相对根骨骼移动的；
BlendShapes：一般用于制作表情融合，我之前写过一篇文章讲过BlendShapes：https://linxinfa.blog.csdn.net/article/details/116666936

我们再来看看SkinnedMeshRenderer脚本的属性和方法：
在这里插入图片描述
需要讲的应该就是这个BakeMesh方法了，下面我就单独拎出来讲下BakeMesh。

3.2 使用BakeMesh进行优化

假设现在场景中有100只皮卡丘，每只皮卡丘的网格、贴图、动作相同，
在这里插入图片描述
如果每只皮卡丘身上都挂SkinnedMeshRenderer，那就是100个SkinnedMeshRenderer在计算蒙皮，

由于SkinnedMeshRenderer是根据骨骼动画动态计算网格顶点坐标，这个运算开销还是不小的，有没有办法优化呢？

SkinnedMeshRenderer提供了一个BakeMesh方法，可以将一个蒙皮动画的某个时间点上的动作，Bake成一个不带蒙皮的Mesh，我们统一使用这个Mesh来显示其余的皮卡丘，这样就可以大大减少了SkinnedMeshRenderer的计算了，
画成图大概是这样子：
在这里插入图片描述

不过，上面这种方案的局限性是每只皮卡丘的动画是相同的，如果突然某一只皮卡丘要播放与其他皮卡丘不同的动画，那就不行了。

另一种Bake方案可以是这样：
对皮卡丘的每个动画进行遍历采样，把采样到的Mesh存到数组中，因为这里要Bake很多网格，比较耗时，建议在加载场景时时就完成采样过程；后面要播放某个动画时直接从这个Mesh数组中获取Mesh来显示，此时直接使用MeshFilter加MeshRenderer的方式来显示网格就好了。
贴个BakeMesh的示例脚本：

using UnityEngine;
using System.Collections.Generic;


/// <summary>
/// Bake Mesh 示例
/// </summary>
public class BakeMeshTest : MonoBehaviour
{

    [SerializeField]
    Animation m_animation;

    [SerializeField]
    SkinnedMeshRenderer m_skinnedMeshRenderer; 

    [SerializeField]
    string m_clipToBake = "Idle";

    List<Mesh> m_bakedMeshList = new List<Mesh>();

    /// <summary>
    /// 采样帧数
    /// </summary>
    [SerializeField]
    int m_numFramesToBake = 30;

    void Start()
    {
        // 获取要Bake的动画片段
        AnimationState clipState = m_animation[m_clipToBake];
        if (clipState == null)
        {
            Debug.LogError(string.Format("Unable to get clip '{0}'", m_clipToBake), this);
            return;
        }

        // 开始播放动画
        m_animation.Play(m_clipToBake, PlayMode.StopAll);

        // 设置动画初始时间戳
        clipState.time = 0.0f;

        // 采样帧间隔
        float deltaTime = clipState.length / (float)(m_numFramesToBake - 1);

        for (int frameIndex = 0; frameIndex < m_numFramesToBake; ++frameIndex)
        {
            string frameName = string.Format("BakedFrame{0}", frameIndex);

            // 创建Mesh
            Mesh frameMesh = new Mesh();
            frameMesh.name = frameName;

            // 动画采样
            m_animation.Sample();

            // 执行BakeMesh
            m_skinnedMeshRenderer.BakeMesh(frameMesh);
            m_bakedMeshList.Add(frameMesh);

            // 设置动画时间戳
            clipState.time += deltaTime;
        }

        // 停止播放动画
        m_animation.Stop();
    }

}

需要提醒的是，这个方案是利用空间换时间，如果模型顶点数据特别多或动画时长特别长的时候，这时就会遇到内存瓶颈。

五、纯代码动态创建网格

一般情况下，网格是事先制作好的资源，但也有一些特殊的需求需要在代码中动态创建网格。
比如我之前写的一篇牙齿碎了的文章：《Unity 2D图片任意形状破碎碎裂效果，以此纪念我的牙光荣牺牲》

现在我来教大家如何使用代码从零创建网格并将网格渲染出来，下文我以创建一个正方形网格为例进行讲解。

1、创建Mesh对象

第一步最简单，就是直接new一个Mesh，

var mesh = new Mesh();

2、顶点坐标

首先分析一下，一个四边形有四个顶点，假设正方形边长为1，四个点的坐标如下，
在这里插入图片描述
写成代码就是这样：

// 构建顶点坐标
var vertices = new List<Vector3>();
vertices.Add(new Vector3(-0.5f, -0.5f, 0));
vertices.Add(new Vector3(-0.5f, 0.5f, 0));
vertices.Add(new Vector3(0.5f, 0.5f, 0));
vertices.Add(new Vector3(0.5f, -0.5f, 0));
// 将顶点坐标设置给Mesh
mesh.SetVertices(vertices);

3、UV坐标

UV坐标就是纹理贴图坐标，它将纹理上每一个点精确对应到模型物体的表面上，注意U和V的取值范围是0~1。
UV坐标系原点在左下角，U轴是水平轴，V轴是竖直轴，如下：
在这里插入图片描述
对应到我们的上面那个正方向网格的话，四个点的UV坐标如下：

写成代码就是这样：

// 构建UV坐标
var uvs = new List<Vector2>();
uvs.Add(new Vector2(0, 0));
uvs.Add(new Vector2(0, 1));
uvs.Add(new Vector2(1, 1));
uvs.Add(new Vector2(1, 0));
// 将UV坐标设置给Mesh
mesh.SetUVs(0, uvs);

4、三角形序列

网格需要切分成三角形，我们可以这样切分，
在这里插入图片描述
当然也可以这样切分，

两种切分方法对应不同的三角形序列，假设 法线方向 是垂直于屏幕从内指向屏幕外的话，第一种切分方式的三角形序列如下：

注：法线的方向就决定了表面正面，如果你的材质是单面渲染的话，那么只有从正面看才能看到网格被渲染。

在这里插入图片描述

即三角形序列为：{ 0, 1, 2, 0, 2, 3 }，注意序号是从0开始的。
为什么是这样的顺序呢？我教大家一个技巧，伸出你的左手，竖起大拇指，像这样子，
在这里插入图片描述
大拇指指向法线的方向，那么此时你的其余四根手指头环绕的方向就是三角形的序号的顺序，三个序号为一组按顺序塞入数组中即可，即得到的数组就是：{ 0, 1, 2, 0, 2, 3 }，当然，以下数组最终的效果都是等价的，只要顺序一致即可：
{ 0, 1, 2, 0, 2, 3 }，
{ 1, 2, 0, 0, 2, 3 }，
{ 0, 2, 3, 1, 2, 0 }，
…
我们现在写成代码，

// 设置三角形序列
var triangles = new int[] { 0, 1, 2, 0, 2, 3 };
mesh.SetTriangles(triangles, 0);

5、重新计算法线和包围体

当我们设置或修改了顶点数据后，需要调用Mesh的Recalculate方法来重新计算一些必要的信息，比如重新计算法线、包围体，代码如下

// 重新计算法线，注意，法线是根据共享的顶点计算出来的。
mesh.RecalculateNormals();

// 重新计算包围体，在修改顶点后需要这个函数以确保包围体是正确的
mesh.RecalculateBounds();

// 从法线和纹理坐标重新计算网格的切线（如果网格使用引用法线贴图的着色器进行渲染，则切线需要更新）
// 因为我们这里不使用法线贴图，所以就不调用它了
// mesh.RecalculateTangents();

6、完整版代码

以上代码封装成GenQuadMesh.cs脚本，完整代码如下：

// 使用代码生成四边形网格

using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(MeshFilter))]
[RequireComponent(typeof(MeshRenderer))]
public class GenQuadMesh : MonoBehaviour
{
    public M以上是关于Unity中的静态合批动态合批GPU Instance 以及SRP Batching的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章 
 ：unity性能优化之drawcall优化-1
 游戏开发进阶Unity网格探险之旅（Mesh | 动态合批 | 骨骼动画 | 蒙皮 ）
 游戏开发进阶Unity网格探险之旅（Mesh | 动态合批 | 骨骼动画 | 蒙皮 ）
 合批只是对CPU的优化，与GPU没有任何关系
 Spine合批问题
 Cocos 3.x 由浅到浅入门批量渲染

Unity中的静态合批动态合批GPU Instance 以及SRP Batching

文章目录

Unity中的静态合批、动态合批、GPU Instance 以及SRP Batching

四种合批简介

GPU instancing

static Batching

Dynamic batching

SRP Batcher

图集的作用

不同合批的优先级

UGUI中的mask组件，会增加draw call分析：

游戏开发进阶Unity网格探险之旅（Mesh | 动态合批 | 骨骼动画 | 蒙皮 ）

文章目录

一、前言

二、Hello Mesh

三、萌新初识Mesh

1、引擎内置的Mesh

2、Mesh是什么

三、Mesh的创建方式

1、第三方建模软件

2、Unity建模插件：ProBuilder

3、程序动态生成网格

四、Unity中如何显示网格

1、MeshFilter：网格过滤器

2、MeshRenderer：网格渲染器

3、SkinnedMeshRenderer：蒙皮网格渲染器

3.1 骨骼动画

3.2 SkinnedMeshRenderer组件

3.2 使用BakeMesh进行优化

五、纯代码动态创建网格

1、创建Mesh对象

2、顶点坐标

3、UV坐标

4、三角形序列

5、重新计算法线和包围体

6、完整版代码

游戏开发进阶Unity网格探险之旅（Mesh | 动态合批 | 骨骼动画 | 蒙皮）