unity静态批处理原理理解

Posted 2020-09-16 zblade

　　今天主程给我好好讲了一下静态批处理的问题，记下来的笔记心得~

1、静态批处理的时间点

       1）在游戏导出的时候，在player setting中勾选static batching，这样在导出包的时候就进行批处理，导出来的包就会比较大

　　 2 ) 在游戏场景中勾选场景物体的static选项，在加载该场景的时候，会进行一次静态批处理的合并，这样导出来的包不大，但是在加载的时候会使得内存变大。

2、静态批处理的基本原理

      场景中有4个物体，ABCD，如果都勾选静态选项，在进行静态批处理的时候，引擎会判断这四个物体是否共用同一渲染材质。

　　如果共用同一渲染材质，则会将这四个物体视为可以批处理的对象，引擎会基于单个渲染对象的大小拷贝出3个，总共变为4个mesh，此时这4个mesh会存在一个index buffer中，此时会让资源占用的内存变大4倍。

3、为什么要用静态批处理？

     在游戏的运行中，有时候CPU的瓶颈也会至关重要。如果CPU的运行速度较慢，则GPU会出现等待CPU的情况，此时游戏主要受到CPU的限制。

　  CPU在游戏中的主要分工，主要分为两个部分：设置渲染状态和调用DC。 其中设置渲染状态属于比较重要的分工，对于加载到游戏中的资源和对象等，CPU需要计算其顶点相关的矩阵，渲染所用的贴图，渲染所用到的材质和shader，渲染所用到的灯光等。

     如果每个物体的材质和贴图等都不一样，此时CPU的主要工作就是设置这些物体的渲染状态（当然调用DC也会更多，但此时渲染状态的改变更消耗性能，也就是setPass），游戏的运行会比较缓慢。所以在常见的游戏中，对于大量的不需要改变位置的物体，都会采用静态批处理的方式来解决渲染状态的瓶颈。

　　采用批处理的方式，对于相同渲染材质的物体，会合并成一个更大的渲染对象mesh来进行渲染，这时候设置合并后的渲染对象的渲染状态，与设置合并前的多个渲染对象的渲染状态相比会大大减小次数。

　　此外对于大部分的渲染对象，主要的判断依据就是渲染状态和位置矩阵相关的参数。如果渲染状态一致，则基本可以视为同一个批处理的对象，然后对于位置矩阵进行单独的设置即可。其实在引擎的内部，对于需要渲染的对象也会进行一个渲染排序，会优先将渲染状态相同的排在一起进行设置，这样渲染状态的切换就不会过于频繁。

　　通过批处理的方式来降低渲染状态的切换次数，可以极大的优化CPU的渲染瓶颈，所以在很多时候会采用静态批处理的方式来优化CPU的瓶颈。

4、对于静态批处理后的物体，如何决定其可视？

      对于静态批处理后的物体，比如ABCD，那么如何在实际的游戏中去具体的渲染ABCD中的那几个可见（位于相机的视锥体内）？ 这需要解释一下批处理的合并方式：在unity5中，会构建一个更大的内存buffer空间，依次存放ABCD的数据。

　　在渲染A的时候，会调用DX的接口来取这份buffer中的指定起始点和长度的数据出来，传递到GPU中进行渲染。如果需要渲染AD两个对象，则会在前面的基础上，再将整体取出来（因为D存在末尾），然后传递到GPU中进行渲染。注意此时是整体传递A或者ABCD的数据，不会在CPU进行裁剪的工作。具体的A的哪部分可见，实在GPU的顶点裁剪过程中进行的。

　　此时相当于要进行两次渲染，渲染的次数增大了，这样当然会带来一定的性能损耗，但是相对于渲染状态的设置改变带来的性能损耗，是可以接受的。游戏中如果大量的物体都采用静态批处理，此时会出现很大的内存buffer，如果渲染头和尾部的物体，则会使得渲染数据过大（CPU传递给GPU），带来较大性能损耗，所以可以在游戏中对静态批处理对象进行一个分块的处理。将场景中的对象分成多个块，每个块的大小可以依据一个经验值来设置，此时就会出现多个静态批处理的操作，而不是统一的一个静态批处理操作。具体的分块操作取决于具体的项目的场景大小，可以多次测试得到一个经验值来进行设置。

    后面对于动态批处理的原理，待我学习请教后再补上~