Unity Batches与glDrawElements的关系

作者：admin
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时间：2020年10月12日
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浏览：2495 次
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分类：厚积薄发

1）Unity Batches与glDrawElements的关系
2）渲染大面积草地时，如何降低消耗
3）HUD随着摄像机偏移
4）Unity中如何在竖屏模式的UI之上显示强制横屏的UI
5）iOS能耗问题

这是第222篇UWA技术知识分享的推送。今天我们继续为大家精选了若干和开发、优化相关的问题，建议阅读时间10分钟，认真读完必有收获。

UWA 问答社区：answer.uwa4d.com
UWA QQ群2：793972859（原群已满员）

Rendering

Q：Unity里用FrameDebug显示DrawCall是422个，Batches是435个，在SnapDragonProfiler里抓取出来glDrawElements数目是1449个，怎么理解这种差异?

A1：可参考以下几点：

题主的数据有一点问题，DrawCall数目应该大于等于Batches。根据特定的规则，多个DrawCall可以视为一个Batch，一个Batch中包含多个DrawCall，节省了一部分CPU提交数据的操作。

调用glDrawElements函数进行绘制就是DrawCall的一种形式。

感谢Vest@UWA问答社区提供了回答

A2：这部分可以参考UWA Day 2020里张强老师的分享《Unity移动游戏项目优化案例分析（上）》中的第二小节。

感谢范君UWA问答社区提供了回答，欢迎大家转至社区交流：
https://answer.uwa4d.com/question/5f33b10e9424416784ef1bdd

Rendering

Q1：渲染大面积草地时，如何降低消耗？

A1：有以下几点：

使用DrawMeshInstance。

上面这个API是不会进行视距剔除，视锥体剔除和遮挡剔除的。

下面有两种方案：
a. 将草地按区域分组，用每组的中心点计算视距，依据距离切换网格LOD或剔除。
还能用向量点乘简单剔除在相机后方的草地。（注意临界问题）
b. 借助CullingGroup。
CullingGroup.onStateChanged事件绑定，通过事件触发调整传入DrawMeshInstanced的Matrix顺序和渲染数量。（比较难的是，DrawMeshInstanced只能指定渲染前几个Matrix）

通过cullingGroup.SetBoundingSpheres实现视锥体剔除和遮挡剔除；
通过cullingGroup.SetBoundingDistances实现视距剔除和LOD；
这个方案也最好进行区域分组，不然CullingGroup的事件监听占用会比较高。中端机上4000个监听会占约2ms。

以后如果有对比两种方案的性能，我再进行补充。
附：
CullingGroup API的使用说明

Unity 3D研究院之Lightmap支持GPU Instancing

如何高效使用GPU Instancing技术来进行草丛渲染

升级Unity 2018过程中，遇到的DrawMeshInstanced不生效的问题

感谢题主李先生@UWA问答社区提供了回答

A2：可以使用Indirect模式的Instancing，配合ComputerShader实现视锥剔除和遮挡剔除。

感谢邹春毅@UWA问答社区提供了回答

Q2：手机上能用吗？

A：推荐一个使用URP制作的草海效果，亲测可在Mobile端使用。
Unity URP Mobile Draw Mesh Instanced Indirect Example

性能测试：

can handle 10 million instances on Samsung Galaxy A70 (GPU = adreno612, not a strong GPU), 50~60fps, performance mainly affected by visible grass count on screen(draw distance = 125)

can handle 10 million instances on Lenovo S5 (GPU = adreno506, a weak GPU), 30fps, performance mainly affected by visible grass count on screen(draw distance = 75)

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Rendering

Q：HUD为什么会随着摄像机偏移？

代码如下：

    Vector3 midVe1   = obj.transform.position;
    Vector2 viewPose = worldCamera.WorldToViewportPoint(midVe1 + new Vector3(0, 2, 0));
    viewPose.x *= Screen.width;
    viewPose.y *= Screen.height;
    hud.anchoredPosition = viewPose;

图片如下：

A：题主说的这个现象是合理的。
Vector2 viewPose = worldCamera.WorldToViewportPoint(midVe1);
Vector2 viewPose = worldCamera.WorldToViewportPoint(midVe1 + new Vector3(0, 2, 0));
这两个算出来的viewPos.x是不一样的。所以可以改成先算x，再偏移y。大概是这样：
Vector3 midVe1 = obj.transform.position;
Vector2 viewPose = worldCamera.WorldToViewportPoint(midVe1);        
viewPose.x *= Screen.width;
viewPose.y *= Screen.height;
viewPose.y += 130;
hud.anchoredPosition = viewPose;
这里面y方向上的偏移值（130）就要自己调整了。

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UGUI

Q1：针对Unity中如何在竖屏模式的UI之上显示强制横屏的UI，我们现在有两种思路：

1. 改Screen.orientation之后再显示。
- 需要考虑外层RectTransform是否已经“完成”了转屏导致的变化，然后才能去适配内层。尚未找到可靠的事件。
- 需要处理背景，半透明背景可能透出后面的UI排版混乱。

2. 将新UI旋转依z轴转-90度显示。
- 对刘海屏的适配需要做相应的修改。
- 无法转屏（因为还是竖屏，且不支持Upside Down）。但是这个应该可以克服。

请问，两者哪种更好呢？

A1：一个简单的方式：
Canvas的RenderMode改成World Space，管它摄像机怎么裁剪，UI画布也不会发生变化。

如果自适应不了，在Canvas上根据你自己的需求做好自适应就好。

感谢郑骁@UWA问答社区提供了回答

A2：我们之前项目里刚好有个类似的需求，在横屏游戏中，个别玩法切换到竖屏。

当时采用的解决方案是修改Screen.orientation，同时修改UI全局根节点上的CanvasScaler的referenceResolution（竖屏时设置为1080，1920，横屏设置为1920，1080），matchWidthOrHeight（和项目的适配策略相关，竖屏时设置为0，横屏时为1），切换时会有一个全屏遮罩的fade效果，来避免切换时显示错误。

感谢范君@UWA问答社区提供了回答

Q2：请问为什么不考虑转90度的做法？

A：我们当时没有测过旋转的方案。现在大概想想有两个问题，不知道想的对不对。

单纯旋转角度应该只能在横屏的中间部分显示一个竖屏界面吧？感觉还需要其他处理。

对工作流是否有影响，如果要一个竖屏界面是否是要在制作时先做成一个横屏界面？内部控件是否要处理？例如最终呈现出竖屏效果的剧情文字从左到右出现，旋转之前应该是横屏的从下到上出现，同时每个单一文字也是旋转的。

感谢范君@UWA问答社区提供了回答

Q3：RectTransform的尺寸会被延迟修改这件事，没有造成什么问题么？

A：记不太清了，印象中没有遇到什么大问题。不过我们当时这类需求切换时都是全屏UI，加了遮罩Fade后没有什么明显的穿帮。

感谢范君@UWA问答社区提供了回答，欢迎大家转至社区交流：
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iOS

Q：我在Xcode真机调试中发现能耗始终处于Very High，而我项目的基本情况是（每帧GPU渲染3.5ms，每秒60帧，渲染分辨率为750*1624，设备iPhone XS，场景中只有UGUI没有其它3D或2D物体），麻烦大家帮忙看看这个电量消耗属于正常吗？还有没有优化的空间（帧数和分辨率估计是没有办法下降了，会影响项目效果），谢谢。

A1：测试过空场景Average Energy Impact也会显示Very Hight（如下图），题主的GPU能耗占比较大说明CPU相对而言还是压力比较小的：

这个帖子也是类似的问题，看上去是因为Unity引擎本身相对于普通APP体量较大，所以能耗表现较高，降低目标帧率会有所改善。

Energy Impact表征的是全局（非单个APP）的能耗，而且测试的时候USB连接充电是如何在统计中避免的不太清楚机制，建议使用Xcode Instruments工具的Energy Log模版测一下单个APP的能耗情况。
Energy Log文档

关于能耗的优化先关注整体的是GPU还是CPU（或其他方面），GPU的用FrameCapture定位一些比较高耗时的Shader进行优化，CPU结合Time Profiler模版定位一些高能耗的CPU Bound。