Unity移动端游戏性能优化简谱之 前言
- 作者：admin
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- 时间：2022年06月08日
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- 分类：厚积薄发
《Unity移动端游戏性能优化简谱》是从Unity移动端游戏优化的一些基础讨论出发，例举和分析了近几年基于Unity开发的移动端游戏项目中最为常见的部分性能问题，并展示了如何使用UWA的性能检测工具确定和解决这些问题。内容包括了性能优化的基本逻辑、UWA性能检测工具和常见性能问题，希望能提供给Unity开发者更多高效的研发方法和实战经验。
今天向大家介绍第一部分，共五小节。完整内容请前往UWA学堂查看。
- 玩家眼中的游戏性能
- 开发者关注的游戏性能
- 如何确定问题
- 如何解决问题
- 如何持续监控性能
前言
1. 玩家眼中的游戏性能
任何一个玩家在游玩游戏过程中都会碰到类似的疑问：为什么我玩一段时间就会闪退？为什么我的游戏这么卡？为什么我的手机这么烫？为什么手机电量下得这么快？
对于玩家而言，无关手里这款游戏本身的美术是否精良、玩法是否有趣，当上述这些疑问出现时，其游戏体验会自然而然地变差，并不可避免地导致黏性下降。这是每个游戏开发者都不想看到的结果。
而实情是，对于我们今天着重讨论的移动端游戏市场而言，国内市面上各类硬件机型性能跨度很大；如果项目要支持海外市场，则往往项目所要承担的性能压力更大。那么，如何让持有不同硬件设备的玩家，尤其是通过中低端设备接触到我们游戏项目的玩家也能顺利流畅地体验游戏内容，就是我们的主要目标之一。
2. 开发者关注的游戏性能
在游戏项目的开发过程中，一个非常常见的现象是：对于一个规模较小或经验不够丰富的开发团队，在新项目的中前期往往把全部精力投入到实现功能中去，而忽略了性能优化的工作；到了游戏中后期甚至临近上线的时候进行测试，才发现项目充斥着大量严重的性能问题，影响到了游戏的正常体验，但却不知道从何改起，时间非常窘迫。足以见得，性能问题是一款游戏项目重要的生命线，需要开发者树立良好的优化意识和优化知识体系，才能让项目少走弯路。
和玩家视角不同的是，像闪退、卡顿、发热、耗电这种感官层面的性能问题，UWA认为在开发者的视角中应该将其主要分为内存、CPU和GPU三个大类的问题。本文的主要内容旨在围绕这三个大类的常见典型问题进行例举和讨论，从而形成一份移动端游戏性能优化概述。
那么，既然已经发现了若干性能问题，如何排查确定问题和解决问题就成了最关键的两个步骤。
3. 如何确定问题
发现了性能问题后的第一大步骤就是确定问题。
举例而言，我们的游戏项目运行时间一长就会闪退，是因为我们的缓存策略做的不好或者存在冗余现象，导致内存不断上升造成的闪退？还是因为我们的美术资源内存控制的不好，几个较大的资源就轻易把整体内存给撑大了？
又或者我们发现一个游戏场景卡顿严重、帧率很低，是因为这里的同屏渲染面片数和DrawCall数都太高导致渲染模块压力大？还是因为此处的UI过于复杂且变化频繁造成的更新耗时？
还或者我们感到手里的手机烫的惊人，是不是因为当前场景GPU压力过大？我们的带宽、Shader复杂度、Overdraw、后处理等是不是控制的不够好？我们在当前机型上做的分级策略并不合适？
以上只是众多千奇百怪层出不穷的性能问题中的寥寥几点。后文还将详细讨论一些比较常见的问题。总之，确定问题的工作本身也是一项挑战。
3.1 计算机语言/图形学/游戏引擎知识
知识和经验无疑是一个开发者在优化项目性能时最宝贵的武器，不断地学习和更新也是每一个程序员武装起自己的过程。完善而饱满的知识自然不仅仅有利于确定问题，同样有助于解决问题。放在这里说是因为它是我们有能力着手优化工作的重要前提。
除了查看各类工具源码和文档、跟踪工具更新内容、翻阅大牛撰写的书籍、浏览各类技术论坛和博客等等以外，也可以在UWA的技术社区中找到很多优质内容。
UWA 学堂：持续更新各类优质课程，内容从某些开发工具的入门和使用到某个引擎模块的机制原理详解；从最新的移动端游戏技术实践到精品项目案例讲解等等。还邀请了众多具有多年从业经验的业界大佬和著名游戏公司合作伙伴撰稿，涵盖面广、质量颇高。更有每年侑虎科技UWA主办的UWA DAY游戏开发者大会的优秀内容。
UWA问答：帮助开发者找到更好的答案。是游戏开发者们日常沟通交流技术问题的良好平台。在这里你对游戏制作方方面面的任何问题，都能够得到讨论或解答。通过最直接的技术交流来少走弯路、获得经过实践检验的开发经验，让确定和解决问题的过程变得简单许多。
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3.2 多种多样的辅助工具
工欲善其事必先利其器。使用工具获得直接精确的性能数据，能更加直观地反映出性能瓶颈，从而达到事半功倍的效果。
随着业界的发展和成熟，各大引擎、IDE和硬件厂家都推出并更新着自己的性能分析辅助工具，也有不少开发者或团队喜欢根据自身项目的情况开发自己的性能监控插件。
以引擎而言，Unity Profiler是很多开发者都会用且在用的工具，可以记录并查看CPU/渲染/内存等各模块的实时消耗参数。而Unreal 4中也已提供了类似的功能。
以IDE而言，Windows、MAC OS/iOS、Andriod平台都分别有适用的工具，如Visual Studio的性能探查器、XCode的Instruments、Android Studio的Profiler等。
以硬件而言，SnapDragon Profiler、XCode Metal Frame Capture、Mali Graphics Debugger等种类就更多了，不一一赘述。
总而言之，根据开发者的使用熟练度、不同硬件平台的兼容性、工具功能的覆盖面等等因素，开发者在挑选合适的性能优化辅助工具时很容易挑花眼。
3.3 UWA工具
那么有没有一款简单易用、兼容性强、功能全面的性能优化辅助工具呢？
当然有啦——
UWA GOT Online工具可以通过UWA提供的SDK快速集成到测试项目中，在真机上完成测试流程后，在极短的时间内完成数据的上传和解析，从而自动生成一系列可视化的图表。与此同时，还基于UWA丰富的优化经验和庞大的数据库进行评分，根据各个性能模块提供针对性的分析建议和性能参数的变化趋势。
不仅如此，UWA还提供了GPM、GOT、真人真机测试服务、在线AssetBundle检测、本地资源检测、GPU专项报告和深度优化等工具或服务，从不同维度满足开发者的优化需求。
4. 如何解决问题
性能的第二大步骤就是解决问题。在有了知识经验和上述工具的加持下，我们的项目越是复杂、越是来到后期，就越是会面临一条长长的优化问题清单。在有限时间里合理地规划并缩短这条清单，就是我们面临的下一项挑战。
4.1 优化工作优先级
在进行具体的优化工作前，合理的规划往往能节省大量总体时间。
规划工作的第一点就是要抓住问题的主要矛盾。在一条长长的优化清单中，把每一项条目按顺序完全优化完毕往往是不现实的。此时就需要重新整理这份清单，按照优先级重新进行排序，为优化性价比更高的问题投入更多。
对于优先级的判断，UWA认为主要参考两点：一是重要性，如果一个问题对当前场景的性能压力影响远大于其他因素、显然是主要矛盾，如果不予修正很难维持正常的游戏体验，那么就应该投入更多的人力时间集中优先解决；二是易操作性，如果一个问题造成的性能压力相对来说并不大，但只是耗费极少功夫的举手之劳，比如只是在引擎设置中关闭一个开关，就应该优先把它改掉。
4.2 性能和效果的权衡
第二点则是一种取舍，针对资源和渲染等部分的优化往往会影响到游戏的表现效果。为此，程序员往往需要和策划、美工同事加强沟通，在两者之间找到一个平衡点。这种平衡是一种动态平衡，需要结合实际情况操作。比如，一款吃鸡游戏画面变化频繁、且需要流畅的战斗操作，那么对表现的要求可以适当低一些；而一款养成类游戏把精美的角色作为卖点，其模型和动画就需要非常精致，而牺牲一部分性能。哪怕在同一款游戏中也可以在过场动画和角色展示界面中注重表现，而在战斗场景中关注性能，需要具体问题具体分析。
总的来说，游戏项目的优化最终目标是能够在玩家硬件上顺利运行，而为此放弃很大一部分表现效果，也是大多数开发团队的实际选择。
4.3 分级策略和制定标准
第三点，在每一类机型上都达成上述的平衡就是我们的分级策略。我们大可以在高端机乃至旗舰机上开启后处理、使用高分辨率高模；但在中低端机型上则使用另外一套标准。
制定分级策略同样需要我们根据项目类型调整。更细节准确的分级还应参考项目发行目标市场的硬件机型和同类游戏的分档经验，具体可以参考文章《基于移动设备算力的UWA性能标准系统上线》。
另外，开发团队还最好指定一套详尽合理的标准来管理约束整个开发流程。最常见的就是指定美术资源标准，从而极大程度避免内存问题的失控。Unity还提供了回调函数在资源导入时就进行归一化设置，具体也可以在UWA学堂中找到相关课程《自动化规范Unity资源的实践》。
4.4 UWA建议
规划完毕后就来到了具体的优化工作。这个工作冗长且需要耐心，而UWA很乐意在这个过程中继续提供帮助：
你当然可以在UWA社区中寻找方法，或者是在UWA工具的自动化报告中找到解决方案。你还可以联系UWA工作人员，从而提供真人真机测试报告1对1讲解服务或者是更进一步地深度优化服务。UWA的引擎技术团队将对游戏项目进行更加详细的诊断和建议。
5. 如何持续监控性能
在迈出了性能优化的前两步后，很多开发团队都想要或者走出第三步，也就是持续监控性能的这一步。为此，一些团队安排专门的引擎优化人员、尝试开发自己的DevOps工具。我们认为这是一种游戏研发的“工业化”趋势的体现。
5.1 游戏研发工业化
随着中国游戏追求高品质的需求逐年提升，游戏研发团队对于项目研发“工业化”的需求也越来越高。在UWA看来，游戏研发“工业化”目前可以分为五个维度：标准化、规范化、专业化、自动化和可定制化。在过去的2021中，UWA在以上各个方面中做了大量工作并积累了很多经验。
在2022年，由侑虎科技主办，即将召开的以游戏开发为主题的第六届UWA DAY技术大会中，UWA将秉持“躬身入局 践行游戏研发工业化”的主题，带领行业开发者品鉴业界的卓越研发理念和实战心得，并携手业内合作伙伴共同构建开放共赢的技术交流生态。
在此背景下，UWA隆重推出了UWA Pipeline 2.0版本。它是一款面向游戏开发团队的本地协作平台，旨在为游戏开发团队搭建专属的DevOps研发交付流水线。
5.2 UWA Pipeline
UWA Pipeline主要包括：
- 专属的DevOps研发交付流水线
- 私有云真机远程调试
- 可视化配制自动测试
- Pipeline内快速创建UWA服务
- 支持远程构建
五大功能，提供了专为游戏设计的DevOps研发交付流水线，且集成了各项UWA工具和服务，构建简单、操作便利。更多详细信息欢迎点击下文了解。
《速成，掌握UWA Pipeline 功能和使用方法》
《UWA Pipeline的使用与自动化流水线的搭建详解》
本文内容就介绍到这里啦，更多内容可以前往UWA学堂进行阅读。课程将从内存、CPU、GPU三个维度讨论当前游戏项目中经常出现的一些性能问题。
