【求知探新】Unity中ShaderLab内存优化

作者：admin
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时间：2017年09月06日
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分类：厚积薄发

【求知探新】是UWA新推出的栏目。在大家做性能优化的过程中，常常会遇到一些未知的问题，在这里我们将分享研究这些问题的完整过程。当然需要说明的是，一个好的问题没有标准的答案，在此也欢迎大家来积极拍砖！

这是侑虎科技第295篇原创文章，感谢作者LawLiet供稿，欢迎转发分享，未经作者授权请勿转载。
作者知乎：https://zhuanlan.zhihu.com/p/27336202

想必很多研发者都会对ShaderLab内存的优化头疼不已，在寸土寸金的内存中，它常常占据了不容忽视的体量，而比起其他资源内存，它更像一个“黑盒”，让我们优化的时候难以入手。为此，我们通过一些实验来剖析了ShaderLab的占用，以及如何优化这部分内存。

一、问题描述

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从上图（进入战斗场景时的内存快照）可以看出，ShaderLab占用居然达到42MB，为什么Shader的占用那么高呢？

二、问题分析

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由于当前项（ShaderLab）没有说明详细的Shader占用信息。所以只能去另外找原因了，还好，在内存快照的Assets下的Shader项中，有详细的使用信息。

然后我们看到Standard的Shader使用，但项目里面根本没有地方使用过Standard这个Shader，为什么会存在呢？

为此，我们进行了一轮的排查，把部分使用到Standard的地方清除掉，测试并再拿一次内存快照。
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清除了一部分后，ShaderLab降到27.6 MB（后来完全清除掉Standard，降到21 MB）。果然，主要原因就出在了Standard上。那么问题又来了，为什么我们没有使用到Standard，却会在内存中看到Standard的使用呢？
这里就要说下两个坑了，同样，也是排查这个问题的方法。

三、问题排查

1、模型导入导致

模型导入的时候，“Import Materials”是默认勾选的。所以当模型导入时，Unity会在同目录创建“Materials”目录，并创建相应的材质，而这个材质默认是使用Standard。

由于美术在制作过程中对Prefab中对模型另外赋予材质，所以实际上，默认创建的材质（Standard）是没有使用到的。可是当加载模型的时候，却又把默认创建的材质加载上了，并对着色器解析了，因此导致内存中有Standard。

那么解决方法也很简单，把“Import Materials”去掉，并把没有使用的默认材质删除。

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注意：如果不把“Import Materials”去掉，导入到其他项目时，材质又会自动创建了。

补充：
由于实际项目中，Prefab改动次数比较大，相应的模型文件改动比较少，所以把项目中的模型和对应的Prefab分开打包成不同的AssetBundle，然后就会出现一个很奇怪的情况。

没有勾选“Import Materials”的模型文件，在实例化Prefab时，ShaderLab会存在一份“Standard”的Shader内存，而这个Shader的引用是指向一个“Default-Material”文件（可是这文件并不存在）。
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但是，在模型和Prefab在相同的AssetBundle中，或者使用Resources加载时，却不会有“Standard”和“Default-Material”的出现。暂时还不确定是否是Unity 5.3.3版本的Bug，还是Unity的特殊机制。

临时解决方案：在需要模型与Prefab分开打包时，勾选“Import Materials”，直接使用和修改默认生成的材质。

2、默认模型（Cube、Sphere）创建导致
早期场景搭建时，为了方便定位和可视化，曾经使用Cube等系统默认的Mesh作为锚点，然后在启动游戏时禁用掉。由于这些Cube不启用，性能消耗很轻微，所以就没有理会了。

可是，就因为是系统默认的Mesh，所以创建时，赋予的材质就是默认的材质“Default-Material”，而这个材质使用的着色器就恰恰是“Standard”。所以“Standard”存在的并不冤了。
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解决的方案也很简单，删掉这些Mesh或者是替换材质。这样，这部分占用的“Standard”就不存在了。

四、总结

由于Standard的变体太多了，所以当引用了Standard的时候，往往会存在多个Standard变体，占用大量的内存。如果，你发觉你的ShaderLab的内存过大，而又那么也不妨找找是不是上述的原因。

那ShaderLab占用内存过大是不是完全是Standard的原因呢？其实并不止的。像我们优化完之后的27MB（完全清除后是21MB），肯定还有其他原因造成的。可是，优化的过程是砍大头，像上文那样，稍微优化一下，就能拿掉20多MB，当然要立刻做，可是越往小的时候，优化效率就越来越低了，所以这时候就需要转移目标看一下“Assets”“Texture2D”这些大头了。所以，剩下ShaderLab的优化方向可能会在以后遇到的时候再补充。

PS：以上内容均在真机上测试

文末，再次感谢Lawliet将这篇极具参考价值的技术文章进行分享。同时，我们也欢迎大家在UWA问答社区（answer.uwa4d.com）积极提交研发过程中遇到的问题。也许随着时间的流逝，科技的进步，答案将变得廉价，但问题会变得更有价值，因为提问和研究将比回答更有力量。