Unity图集优化原理

Posted 2023-03-30 ThomasQxx

Unity-UGUI合批优化

• 图集合批规则
• 例如1：Blue,Green,Orange三个图片，没有打包图集时候。
• 例如2：Blue,Green,Orange三个图片，打包为一个图集
• 例如3：Blue,Green,Orange三个图片，Blue和Green打包到同一个图集，而Orange打包到另外一个图集，渲染顺序为Blue,Green,Orange.
• 例如4：Blue,Green,Orange三个图片，Blue和Green打包到同一个图集，而Orange打包到另外一个图集，渲染顺序为Blue,Orange,Green。
• 优化：所以理解了图集合批规则之后，就知道优化方向了

图集合批规则

计算层级号的算法：如果有一个UI元素，它所占的屏幕范围内（通常是矩形），如果没有任何UI在它的底下，那么它的层级号就是0（最底下）；如果有一个UI在其底下且该UI可以和它Batch，那么它的层级号与底下的UI层级一样；如果有一个UI在其底下但无法与它Batch，那么它的层级号为底下的UI层级+1；如果有多个UI都在其下面，那么按前两种方式遍历计算所有的层级号，其中最大的那个作为自己的层级号。

合并时候：如果相邻间的两个批次正好可以Batch的话就会进行Batch。
Unity的UI渲染顺序的确定有2个步骤，第一步计算每个UI元素的层级号；第二步合并相同层级号中可以Batch的元素作为一个批次，并对批次进行排序；

例如1：Blue,Green,Orange三个图片，没有打包图集时候。

可以看到产生了三个DrawCall。原因：没有合并图集，需要CPU向GUI发送三次渲染请求。

例如2：Blue,Green,Orange三个图片，打包为一个图集

可以看到无论是否相交与否，都只产生了一个DrawCall。原因：三个图片都在同一个图集当中，渲染时候合批到一起，统一由CPU向GPU发送一次渲染请求即可

例如3：Blue,Green,Orange三个图片，Blue和Green打包到同一个图集，而Orange打包到另外一个图集，渲染顺序为Blue,Green,Orange.

可以看到无论是否相交，都只有2个DrawCall。原因：在Hierarchy面板中，先渲染Blue，在渲染Green，最后渲染Orange。这个顺序很重要，按照图集合并规则我们具体去分析，首先渲染Blue，计算他的层级序号，他的下面没有任何图片，所以他的层号为0。紧接着看Green，计算它的层级序号，它下面有一个图片Blue，并且Blue和Green在同一个图集当中 ，Unity引擎判定它可以合批后，它的层级序号和Blue一样为0。最后渲染Orange，他的下面是图片Green，由于Green和Orange的图片不在同一个图集，所以无法合批，它的层级序号就位0+1 = 1。
所以第一步：Unity引擎根据计算出Blue和Green层级号相同为0，而Orange层级号为1。
所以第二步：Unity引擎合并相同层级号中可以Batch的元素作为一个批次。Blue和Orange会被合批到一起由CPU向GPU发送一次渲染请求，也就是一个DC，而Orange单独由CPU向GPU发送一次渲染请求，也就是另外一个DC。所以有2个DC。

例如4：Blue,Green,Orange三个图片，Blue和Green打包到同一个图集，而Orange打包到另外一个图集，渲染顺序为Blue,Orange,Green。

第一步：Blue层级号为0，Orange层级号为0，Green层级号为0。
第二步：0层中Blue和Green可以合并到一个批次，而Orange不能，所以2个DC

操做：移动Orange覆盖Blue
第一步：Blue层级号为0，Orange层级号为1，Green层级号为0
第二步：0层级号中Blue和Green在同一图集可以合并到一个批次，1层级号Orange单独一个。所以2个DC

操做：移动Orange被Green覆盖
第一步：Blue层级号为0，Orange层级号为0，Green层级号为1
第二步：0层级中Blue和Orange不属于同一个图集无法合批，所以2个DC，1层级号中只有Green单独一个元素，所以单独一个DC。所以总共三个DC

操做：移动Green覆盖Blue
第一步：Blue层级号为0，Green层级号为0，Orange层级号为0
第二步：0层级号中Blue和Green可以合批，一个DC，Orange单独一个DC。所以2个DC

操做：移动Green覆盖Orange。和上面移动Orange被Green覆盖一个道理。这里还是说明一下
第一步：Blue层级号为0，Green层级号为1，Orange层级号为0
第二步：0层级中Blue和Orange不在同一个图集2个DC，1层级中Green单独一个DC。所以三个DC

操做：移动Blue被Orange覆盖和移动Orange覆盖Blue一个操做
第一步：Blue层级号为0，Orange层级号为1，Green层级号为0
第二步：0层级中Blue和Green在同一个图集可以合批，1个DC。1层级中Orange一个DC。所以2个DC

操做：移动Blue被Green覆盖。和移动Green覆盖Blue一个操做
第一步：Blue层级号为0，Orange层级号为0，Green层级号为0.
第二步：0层级号中Blue可以和Green合批。一个DC。Orange单独一个DC。所以2个DC

操做：移动Orange和Green如图所示
第一步：Blue层级号为0，Orange层级号为1，Green层级号为2.
第二步：0层级中Blue一个DC，1层级中Orange一个DC，2层级中Green一个DC。总共三个DC

操做：如图所示将三个图片叠起来
第一步：Blue层级号为0，Orange层级号为1，Green层级号为2
第二步：0层1一个DC，1层级一个DC，2层级一个DC。三个DC

优化：所以理解了图集合批规则之后，就知道优化方向了

DrawCall：就是CPU向GPU发送的一次渲染命令。
在降低DC方面，我们则需要做的就是尽可能的让CPU多打包一些信息给GPU，那么DC就自然降低了。在UGUI里面，先不考虑Shader，UI元素中材质和纹理相同的元素就可以被合批。
所谓的图集：将很多的2DSprite通过Atlas打包合并到一张大图，那么为什么要这么做？
1。CPU向GPU发送渲染命令时候，只需要大图就可以了，因为GPU会在这个大图中进行采样，然后根据规则生成界面。所以这里也就是为什么需要同一个图集的原因，如果真的只有一个图集，那么一个DC就可以把所有需要的信息传递给GPU，然后GPU就开始绘制。
2.图集尺寸是可选的，都为2的次数幂，图片尺寸为2的次数幂时候处理起来会比不规则的(图片尺寸不为2 的次数幂)快，就算美术给的图不是2的次数幂，但是打成图集之后也是2的次数幂。这是Unity的设计
3.理想化就是将所有的图打包为一个图集，这样就只会有一个DC了，但是这可能吗？如果图片资源非常多，那么这张图片可能就非常大了，资源就非常大了，Unity也不允许，所以设置了最大范围。所以这个时候我们就需要按照一定的设计规则去进行分类。我们当然是希望DC越少，资源越少。但这是一个互斥的话题。折中思想在古代就一直非常流行，所以都是去找一个平衡点。A：例如一些公共按钮，公共边框，作为公共资源尽可能打包到一个图集当中，如果不够就2-3个。B：按照功能模块进行划分；