当新节点变得可见时，SceneKit 应用程序会卡顿

Posted 2023-03-23

【中文标题】当新节点变得可见时，SceneKit 应用程序会卡顿

【英文标题】：SceneKit app stutters when new nodes become visible

【发布时间】：2017-03-18 16:26:44

【问题描述】：

当新节点出现在屏幕上时，我遇到了一个 SceneKit 应用程序（使用 Metal）卡顿的问题，即使该应用程序在之前和之后以 60 fps 的速度平稳运行。

想象一个游戏，其中东西被破坏，有时在被破坏的地方会出现道具。我很确定口吃与出现的能量提升有关，因为当东西刚刚被破坏（并因此从场景中移除）时不会发生这种情况。

到目前为止，我为尝试解决口吃所做的工作： 我通过 SceneKit 视图的 preload 方法预加载节点，并仅在其完成处理程序中将它们添加到场景中。 我在需要显示它们之前很久就将它们添加到相机上方，到时候我只需将它们移动到正确的位置。 我已经实现了一种排队机制，以确保每帧只进行一次更改（删除被破坏的项目的节点，将电源移到它的位置）。

但是，当电源出现时，有时（并非总是）会出现口吃。我想知道 SceneKit 是否仅在节点第一次出现时才做某事（即使它们已被预加载）。无论发生什么似乎都足以引起口吃，但对于 XCode 性能仪表来说太短了，无法显示出来。每一帧都有大量空闲时间，CPU 和 GPU 永远不会接近极限。

我不认为这个问题与复杂的几何形状或巨大的纹理有关，因为当我使用具有统一颜色的简单立方体时，它仍然会发生。

知道这里发生了什么或者我如何追踪它吗？

【参考方案1】：

我自己找到了原因，我想和大家分享一下，以防你遇到同样的问题。

SceneKit 在幕后所做的神秘任务是重新编译各个节点的着色器。尽管 Apple 没有确认这一点，但我很确定 SceneKit 的策略是始终使用最有效的着色器，这些着色器足够复杂，可以按预期渲染相应的节点。这意味着无论何时添加效果、材质属性或光源，它都会编译一个更复杂的着色器。当您消除照明计算复杂性增加的原因时，它将再次用更简单的着色器替换它。

虽然这在始终获得尽可能高的性能方面很棒，但它也有一个缺点，这是我所经历的。重新编译着色器需要一些时间，导致 CPU 负载并迫使 GPU 等待着色器的新版本。最后，即使应用程序在大多数情况下运行非常流畅，它也会导致应用卡顿。

解决此问题的最简单方法是用您自己的代码（使用 SCNProgram）替换 SceneKit 着色器，但这也会使您失去 SceneKit 提供的大部分舒适度。 由于这不是我想要的，我最终采用了以下方法：

我强制 SceneKit 对所有节点的所有着色器进行初始编译出覆盖层。 我还通过从不完全关闭我一直不需要的效果来避免重新编译（例如，通过将灯的强度更改为 0.1 而不是 0 来关闭灯）。这使得 SceneKit 始终保持相同的着色器，从而避免了卡顿。

再次重申：Apple 尚未证实这一点，但到目前为止它确实有效，所以我认为我的假设是正确的 ;-)。

【讨论】：

我遇到了同样的问题（见这里：***.com/questions/65179315/…），我不能相信苹果没有像预加载处理程序那样提供适当的解决方案，可以为整个场景打开- 即使它需要更多的内存。而这是 4 年后的现在。您对此有什么新的好主意吗？

这在 2021 年仍然适用，但似乎这是防止新节点出现时卡顿的唯一方法。如果节点不可见，则不渲染节点是有意义的，但 SNCNode 上应该有一个简单的标志 shouldPreload = true。我知道 SCNSceneRenderer 有一个 prepare 方法，但我一直无法让它工作。