Unity_什么是Draw Call? 什么是Batch?

Posted 2020-11-21 vfxjerry

開發遊戲時，一定被時時提醒要減少 Draw Call，當然UNITY也不例外，打開Game Window裡的 Stats，可以看到 Draw Call 與 Batched 的數字。但到底甚麼是 Draw Call？影響的效能是來自 CPU？還是 GPU？讓 UnityIN 一次告訴你。

 

 

首先，讓我們定義何為 “Draw Call”：

“一個 Draw Call，等於呼叫一次 DrawIndexedPrimitive (DX) or glDrawElements (OGL)，等於一個 Batch”

摸過 DirectX 或 OpenGL 的人來說，對 DrawIndexedPrimitive 與 glDrawElements 這 API 一定不陌生。當我們準備好資料 (通常為三角面的頂點資訊) 要 GPU 劃出來時，一定得呼叫這個函式。換句話說，如果在畫面上有一張 “木" 椅子、一張 “鐵" 桌子，那理論上就會有兩個 Draw Call。

有看到特別點出 “木" 與 “鐵" 嗎？這代表兩物件是使用不同材質球或者不同的 Shader。在 DirectX 或 OpenGL 裡，對不同物件指定不同貼圖或不同 Shader 的描述，就會需要呼叫兩次Draw Call。Procedure code如下：

SetShader( “Diffuse" );
SetTexture( “鐵" );
DrawPrimitive( DeskVertexBuffer );  

SetShader( “VertexLight" );
SetTexture( “木" );
DrawPrimitive( ChairVertexBuffer );

每次對 Sahder 的更動或者貼圖的更動，基本上就是對 Rendering Pipeline 的設定做修改，所以需要不同的 Draw Call 來完成物件的繪製。現在了解為什麼 UNITY 官方文件裡，老是要你盡量使用同樣材質球，以減少 Draw Call 數量了吧！

在來談到 Batch，其實也是 Draw Call 的另一種稱呼。你可以想成每一次的 Draw Call 會產生一個 Batch，而 Batch 裡裝的是物件頂點資料，Batch 由 CPU 透過 “驅動程式” 將頂點資料送往 GPU，GPU接手後將物件畫在畫面上。由此可知，越多 Draw Call，CPU 就越忙碌。這下更清楚知道 Draw Call 數量所影響的是 CPU 效能而非 GPU。

NVIDIA 在 GDC 曾提出，25K batchs/sec 會吃滿 1GHz 的 CPU，100% 的使用率。所以他們推出了一條公式，來預估遊戲中大概可以 Run 多少個 Batch：

 

舉個例子：如果你的目標是遊戲跑30FPS、使用2GHz的CPU、20%的工作量撥給Draw Call來使用，那你每秒可以有多少Draw Call呢？

333 Batchs/Frame = 25K * 2 * (0.2/30)

那既然 Batch 是個箱子，裡頭裝著物件的頂點資料，再依據我們上面的描述，那表示同樣材質或 Shader 的物件，可以合併成一個 Batch 送往 GPU，這樣就是最省事的方法搂？BINGO！就是這樣沒錯！

UNITY 在 Player Setting 裡的兩個功能選項 Static Batching 與 Dynamic Batching。功能描述如下：

1. Static Batching 是將標明為 Static 的靜態物件，如果在使用相同材質球的條件下，UNITY 會自動幫你把這兩個物件合併成一個 Batch，送往 GPU 來處理。這功能對效能上非常的有幫助，所以是需要付費才有的。
2. Dynamic Batching 是在物件小於300面的條件下(不論物件是否為靜態或動態)，在使用相同材質球下，UNITY就會自動幫你合併成一個 Batch 送往 GPU 來處理。

 

底下是另一篇對岸高手寫的相關文章，以及 NVIDIA 在 GDC 曾經探討的一個Topic，三篇一起服用效果更佳：

• Unity性能优化之Draw Call
• “Batch, Batch, Batch:” What Does It Really Mean?