在实际项目开发中,提起unity优化,肯定是有DrawCall的相关内容的,下面就讲解一下什么是DrawCall以及如何对DrawCall进行优化操作。

一、什么是DrawCall?

        在unity中,每次CPU准备数据并通知GPU的过程就称之为一个DrawCall。

        具体过程就是:设置颜色–>绘图方式–>顶点坐标–>绘制–>结束,所以在绘制过程中,如果能在一次DrawCall完成所有绘制就会大大提高运行效率,进而达到优化的目的。

二、DrawCall为什么会影响游戏运行效率?

说道为什么会影响效率,就首先要了解一下他的工作原理:为了CPU和GPU可以进行并行工作,就需要一个命令缓冲区,就是由CPU向其中添加命令,然后又GPU从中读取命令,这样就实现了通过CPU准备数据,通知GPU进行渲染。

在每次调用DrawCall之前,CPU需要向GPU发送很多内容,主要是包括数据,渲染状态(就是设置对象需要的材质纹理等),命令等。CPU进行的操作具体就是:

准备渲染对象,然后将渲染对象从硬盘加载到内存,然后从内存加载到显存,进而方便GPU高速处理
设置每个对象的渲染状态,也就是设置对象的材质、纹理、着色器等
输出渲染图元,然后向GPU发送DrawCall命令,并将渲染图元传递给GPU
所以如果DrawCall数量过多就会导致CPU进行大量计算,进而导致CPU的过载,影响游戏运行效率。

三、如何优化DrawCall?

1.关于图集、材质、层级的处理,减少DrawCall

想看这些如何进行优化,就需要对他们的工作原理进行理解一下。下面我们以NGUI为例,讲解一下他们之间的关系:

NGUI主要是有三大模块组成:UIPanel,UIWidget,UIDrawcall组成,其中UIPanel是用来管理UIWidget控件和UIDrawCall,而UIWidget是所有组件的基类。

在NGUI框架中,会有一个静态的list用来存放所有的Panel,然后每个单独的Panel下会保存自己的UIWidget和UIDrawCall,就是在每次绘制的时候panle会遍历自己下面的所有层级下的子物体,直到查找结束,或者遇到新的panel会跳出当前分支,继续寻找其他分支,直到全部查找结束。所以说在实际运行中,每次都会为一个UIWidget绘制一个DrawCall,如果这时候连续的多个UIWidget使用的材质和纹理一致,就会公用一个DrawCall,下面给大家看下具体的情形:

这是使用不同材质和纹理的情况
 

这是使用相同的材质和纹理的情况​​​​​​


所以并不是好多人的认知是只要同一个图集就会占用同一个DrawCall,通过上图分析发现不光是要使用同一个图集,还要使用同样的材质在同一个panel下才可以,否则就会重新进行调用一次DrawCall。另外需要注意的是,如果使用同一个图集、材质,但是中间夹杂了其他的渲染状态,也会导致重新调用一次DrawCall。

另外还需要注意一点就是在panel下如果动态的物体,就是为了实现某种效果,需要UI 进行位置移动,这种情况下,最好做成动态分离,因为只要panle下UI有移动,panle就会对清空之前的保存的UIWidget和UIDrawCall,重新进行渲染,这样就会造成性能浪费,有的同学会说这样不是增加了DrawCall吗,但是相对于每次都重新绘制,应该还是会更加节省性能的吧,你说呢?

所以说在对UI进行界面排布就需要对图集和层级做好规划,进而减少DrawCall次数。

2.关于批处理

批处理从字面意思就是一块处理多个物体的意思,但是是什么样的都可以进行批处理吗?答案就是使用同一个材质的物体才可以。unity中有个两种批处理方式,动态批处理和静态批处理。对于动态批处理来说,好处就是一切都是自动处理的,并且物体是可以移动的,但是限制颇多,具体有哪些限制下面会进行分析。对于静态批处理来说,好处就是自由度很高,限制条件少,但是它会占用更多的内存,并且经过批处理的物体不可以在进行移动。

首先说一下动态批处理,条件是物体使用同一个材质,并且满足对应的特定条件,unity就会自动为我们做动态批处理。

这里可以看到动态批处理中,四个物体但是只占用了三个DrawCall,就是unity进行了动态批处理,两个cube只占用了一个DrawCall。

下面说下动态批处理限制:

1.顶点属性最大限制900,
2.使用lightmap的物体不行进行批处理
3.使用MultiplePass的shader也不会进行批处理
4.接受实时阴影的物体也不会进行批处理


下面说下静态批处理, 静态批处理前提当然也是使用了同一个材质,然后就是讲对应的对象设置为static:

这时你会发现DrallCall变为1了,这就是静态批处理的作用,但是这时候你会发现VBO Total比刚才大了,这就是静态批处理坏处,通过内存来换取性能,下面我们看下官方的解释:

如果在静态批处理前有一些物体共享了相同的网格(例如这里的两个箱子),那么每一个物体都会有一个该网格的复制品,即一个网格会变成多个网格被发送给GPU。在上面的例子看来,就是VBO的大小明显增大了。如果这类使用同一网格的对象很多,那么这就是一个问题了,这种时候我们可能需要避免使用静态批处理,这意味着牺牲一定的渲染性能。例如,如果在一个使用了1000个重复树模型的森林中使用静态批处理,那么结果就会产生1000倍的内存,这会造成严重的内存影响。
 

3.减少实时光的使用以及阴影效果

同样的设置,但是如果你将灯光的阴影效果打开,你会发现DrawCall大幅增加:

所以在项目中,如果想让场景更加完美,可以使用lightmap满足你想要的阴影效果。

综上所述就是要对图集进行和层级处理要做好整体规划,尽量将材质纹理合并,对于灯光的根据当前情况做好相应处理。