Unity 性能優化：資源篇

Unity性能優化

大的方面來說，通過

Unity

對于項目的性能優化大概可以分為下面幾個部分：

資源
渲染
程式
項目配置

而在這個部分中，資源的性能優化屬于最基礎、最有效的優化手段，也是遊戲開發者日常開發最需要注意的一部分，是以本篇文章就簡單的介紹一下對資源進行操作時需要關注哪些點

一、紋理（簡單來說就是圖檔）

紋理的資源優化主要集中于下面的幾點：

紋理大小
壓縮格式
導入設定

通常，在遊戲運作時，大部分記憶體都是用在了紋理上，是以你的導入設定非常關鍵，我們可以在

Inspector

面闆看到圖檔資源的資訊，類似于下面這張圖：

Unity 性能優化：資源篇

從性能優化的角度看，紋理導入需要遵循如下的原則：

降低最大分辨率
采用二次幂壓縮格式：
制作紋理圖集
取消勾選 Read/Write Enabled
禁用多餘的 Mip Map ： Mip Map 貼圖在2D精靈和 UI 圖形這類大小始終一直的紋理上并無用處

1、降低最大分辨率

很好了解，紋理分辨率越大，在遊戲運作時，占用的記憶體資源越大，并且占用的記憶體量是與其分辨率的平方成正比的。也就是說，分辨率變為原來的二倍，那麼記憶體量就需要消耗四倍。是以需要從資源優化的角度來講，需要對其進行一定的限制，簡單的來說，一個

Button

的紋理通常低于

，如果使用

規格的大小就造成了性能的浪費

如下面的圖，我們可以在圖檔資源的

Inspector

面闆中最下面的屬性中看到它：

Max Size

，同時可以看到可以根據不同平台來選擇不同的最大分辨率：

第一張圖檔：

Max Size

調整為

，紋理資源大小為

4.9MB

Unity 性能優化：資源篇

第二張圖檔：

Max Size

調整為

，圖檔資源大小為

1.3MB

Unity 性能優化：資源篇

2、對于紋理的壓縮

在你主動選擇壓縮格式之前，

Unity

本身會對圖檔做一些處理，無論你放入的是

PNG

、

JPG

、

PSD

或者

TGA

，

Unity

都會手動幫助我們調整為

Texture 2D

，這是一種簡單的排程政策：

Unity 性能優化：資源篇

那麼既然

Unity

本身都已經智能轉換好了，為什麼還要給予開發者選擇壓縮格式的選擇呢，直接對

Texture 2D

封裝好壓縮方法不就可以了嗎？

其實

Unity

相對于其他開發引擎有一個很明顯的優勢，就是多适配性，那麼為了實作這種多适配性，對于單一平台的針對性就會相對減弱，而不同平台的性能表現又不盡相同，就需要開發者來根據平台特點來選擇針對遊戲平台的壓縮格式。

同樣，即使在同一平台，也會根據不同的情況有着不同的壓縮需求，比如有一些關鍵的首頁面圖檔，玩家感覺強的地方，就對圖檔的品質要求高些，一些邊角的輔助圖檔，可能要求就低一些，如果都使用高品質壓縮，性能方面就造成了浪費，但若都是用低品質壓縮，品質又跟不上。是以，同樣需要根據實際需求選擇不同的壓縮格式。

在說到

Unity

圖檔壓縮時，經常會看到這樣一張圖，來介紹不同壓縮格式的特點與适用場景，我也是百度圖檔直接爬取的這張圖檔，大家可以參考着來看（如果有侵權，請告知我，我會立刻删除）

Unity 性能優化：資源篇

在了解上面這張圖之前做一個簡單的計算，一張

乘

的

RGBA32

格式圖檔的占用存儲空間為：

由于

RGBA32

一個像素每一個顔色值是由兩個16進制的數組成，也就是8位，那個一個像素就是8位乘以4個顔色值

、

得到的是4個位元組，即

4B

，然後乘上

個像素，最終得到的大小為

4MB

，也就是4兆。很明顯這是很恐怖的一個數字，要知道現在移動端手機的運作記憶體大概

6G

，除去系統的占用記憶體，真正給遊戲用的最多也就4G`，再配置設定給GPU|的顯存就更少了，而若這些記憶體被用來大量加載貼圖很明顯是不能被接受的。同時，這樣資料量的圖檔加載也會給記憶體

基于上面原生紋理帶來的包體與記憶體問題，就需要根據不同的情況采取一些壓縮政策，由于本人基本沒有美術功底，是以對與各種壓縮格式的美術呈現效果不是很了解，主要是從功能性與性能的角度來分析各種壓縮格式的适用場景：

高品質壓縮格式： RGBA32 作為一種高保真的壓縮格式，能夠極大的保證圖檔品質
中品質壓縮格式： RGBA16 + Dithering 一聽就是 RGBA32 的閹割版，簡單來說，相比于 RGBA32 其色彩細分程度大，可以明顯的看出階梯感，視覺表現相對于 RGB32 不夠平滑
低品質壓縮格式： ETC1 + Alpha / PVRTC4 這些壓縮格式往往是移動段最常用的壓縮格式，其相對于其他壓縮格式有着無可比拟的性能優勢

注意：

除了由于壓縮邏輯不同帶來的加載帶寬減少之外，同時還需要了解像 ETC1 、 PVRTC4 等這類在記憶體中不需要進行解壓，而是可以直接被 GPU 支援，是以相比其他壓縮格式通常會有最好的性能表現

3、取消勾選Read/Write Enabled

該功能是為了使得遊戲開發者可以通過

C#

腳本調用對與圖檔的讀取與寫入的控制，很明顯，這是由CPU來控制實作的，是以為了可以使得

CPU

擷取資料，需要在記憶體中備份一份讓

CPU

通路。同時為了圖形渲染與顯示，又會将其加載到顯存中為

GPU

提供資料。

簡單來說，該選項會在遊戲運作時，分别在

CPU

記憶體與

GPU

記憶體中備份出一張貼圖，如果你并不需要對于紋理進行讀寫操作，可以嘗試關閉該選項，這樣就可以避免遊戲運作時占用多餘的記憶體

4、禁用多餘的Mip Map

Mip Map

類似于模型的

LOD

，同樣是一種基于渲染距離改變渲染貼圖精度的技術。其優勢是在物體距離渲染距離比較遠時，可以節省性能。但是使用

Mip Map

時會增大記憶體占用量。

Mip map

的技術原理是根據原始圖進行2的幂次方的遞減來生成一組不同精度的圖檔。當遊戲運作時，會将這組圖檔加載到記憶體中，然後根據渲染的距離不同，來使用不同精度的圖檔。

Mip map會增大多大的記憶體占用量呢

在我們使用 Mip map 時，假設大小為 256X256 ，并且會生成 8 張不同精度的圖檔。根據 2 的幂次方進行遞減計算每張貼圖大小并累加。這樣最終得到的圖檔組的體積大概比原來的單張貼圖大 33%

通過一個執行個體來驗證，假設原始圖檔大小為

8M

，生成的第一張低精度圖檔的大小為

2M

(分辨率減少一半，大小就會變為原來的四分之一，很好了解）這樣大概遞減

次，然後累加，就會擷取最終的圖檔組大小，通過一個簡單的遞歸方法來計算一下：

public void Awake()
    {
        Debug.Log(GetMipmapSize(8, 8)/8);
    }
    // index:處理總層級數 imageSize：初始大小 傳回增大的記憶體量
    float GetMipmapSize(int index,float imageSize)
    {
        float lastSize = 0;
        if (index == 1)
        {
            lastSize = imageSize*0.25f;
        }
        if (index > 1)
        {
            lastSize = imageSize * 0.25f + GetMipmapSize(index - 1, imageSize * 0.25f);
        }
        return lastSize;

    }

執行程式，得到的結果為：

Unity 性能優化：資源篇

可以看到，求到的結果是接近于

33%

，當然如果

Mip Map

對一張紋理的處理不是八次，計算的結果會有偏差但是實際上，從三次往上，記憶體占用量的增加比例已經非常少了，基本都維持在

33%

左右，将上面的代碼稍微修改，做個小驗證：

public void Awake()
    {
        for (int i = 3; i < 15; i++)
        {
            Debug.Log(string.Format("處理 {0} 次記憶體占用量為: {1}",i,GetMipmapSize(i, 8) / 8));
        }        
    }
    float GetMipmapSize(int index,float imageSize)
    {
        float lastSize = 0;
        if (index == 1)
        {
            lastSize = imageSize*0.25f;
        }
        if (index > 1)
        {
            lastSize = imageSize * 0.25f + GetMipmapSize(index - 1, imageSize * 0.25f);
        }
        return lastSize;
    }

得到的日志為：

Unity 性能優化：資源篇

可以發現，從三層開始，基本就維持在

33%

的記憶體占用量，并且在層數逐漸增大的時候，記憶體占用量增加量就非常非常少了。

而

Unity

所支援的紋理最小為

32X32

,也就是最小的紋理也會額外的産生三層低精度紋理：

16X16

、

4X4

、

1X1

，這就是為什麼很多文章介紹到使用

Map mip

會說其大約會增加

33%

的記憶體占用量

雖然

Mip map

本身是一種性能優化的技術，但是在

2D

精靈或者

UI

元素這些不會改變渲染精度的紋理上，隻會占用多餘的記憶體，是以在

2D

精靈或者

UI

元素上使用紋理時記得不要勾選

Mip map

。

5、打包圖集

圖集的打包主要是優化UI圖形渲染過程中Draw call的數量，其基本原理也是通過UI元素合批來減少Draw Call，進入提升CPU的性能表現，關于其具體細節，可以檢視我之前的文章：

圖集打封包章：

Unity 将Sprite打包進圖集

二、模型

相比與紋理，模型的性能表現更多的取決于美術規範，程式來講沒有更多可以優化的地方，但是在Unity中也有一些選項影響模型加載、渲染等方面的性能表現，我們可以在導入時看到：

Unity 性能優化：資源篇

1、禁用掉Reader/Write Enables:

點選模型，可以在

Inspector

面闆看到這些設定選項，類似于紋理，如果在遊戲中，你不需要對模型進行修改，可以禁用掉

Reader/Write Enables

來避免資料的備份而占用多餘的記憶體，我們可以在Unity官方文檔中找到相關介紹：

Unity 性能優化：資源篇

翻譯過來就是：

啟用此選項後， Unity 會将 Mesh 資料上傳到 GPU 可尋址記憶體，但也會将其儲存在 CPU 可尋址記憶體中。這意味着 Unity 可以在運作時通路 Mesh 資料，可以從腳本中通路它。
而禁用此選項後， Unity 會将 Mesh 資料上傳到 GPU 可尋址記憶體，然後将其從 CPU 可尋址記憶體中删除
預設情況下，此選項處于禁用狀态。在大多數情況下，要節省運作時記憶體使用量，請禁用此選項

而對于模型本身來說，盡量避免模型留有多餘的面數。尤其是移動端。因為高精度模型除了本身所帶來的壓力外，在其他方面也有諸多的性能挑戰

2、盡量不要勾選不需要的功能選項

在

Unity

中，某些功能即使你未使用到，也會消耗一定的資源去維護其狀态。類似上面的

Reader/Write Enables

選項,是以用不到的功能我們可以考慮盡量的去禁用掉

3、設定一些關于品質與性能的選項

Unity

提供了一些對模型進行優化的選項，可以查閱

Unity

官方文檔來閱讀了解他們，這裡也簡要的列出：

Unity 性能優化：資源篇

通過上面一張圖檔可以看出，影響模型表現與遊戲性能的選項有下面幾個：

Mesh Compression ：通過使用網格邊界和每個元件較低的位深度來壓縮網格資料，增加壓縮率會降低網格的精度。最好在 Mesh 看起來與未壓縮版本沒有太大差別的情況下将其調得盡可能高。這對于優化遊戲大小很有用
Optimize Mesh ：确定三角形在網格中列出的順序以獲得更好的 GPU 性能，預設都會勾選
Normals :如果網格模型既不是法線貼圖也不受實時光照影響，就選用 None ,這樣也能夠很好的提升性能表現

其實，

Unity

設定了一些通過程式控制模型品質來改變性能表現的選項，但是不建議使用，預期通過這些選項來調整性能表現，還不如直接讓美術直接處理模型。畢竟他們更加專業，可以更好的保證模型的表現效果與性能表現的平衡。

4、使用LOD

關于

LOD

，其實應該在渲染這一段來講，但是這個技術又與模型網格有很大的關系，是以提前介紹一下

LOD

即

Levels of Detail

，翻譯過來就是多層次細節，類似與紋理渲染的

Mip map

技術，同樣是一種根據渲染距離設定渲染精度的一種技術。其實作方式是在遊戲開發時，美術根據不同的渲染距離制作一組不同精度的模型，導入到

Unity

通過

LOD

元件連接配接其這一組模型，并設定相關參數。這樣在遊戲運作時，就會在不同的距離有不同的渲染精度：

Unity 性能優化：資源篇

這是

Unity

官方文檔的一個案例，可以看出，随着渲染距離的增加，渲染精度逐漸下降，直到最終被剔除，這樣做的優勢是保證遊戲畫面表現的同時，可以最大程度降低渲染壓力。簡單的了解，如果不采用

LOD

，随着距離增加，物體占用的螢幕像素就會越少，那麼機關像素的三角面數就會越多。機關的渲染壓力就會增大。畫面表現需求不高的地方渲染壓力反而更高，這顯然是不合理的。是以就需要通過

LOD

來解決這樣的問題。

當然這種技術本身也是有相當大的缺陷的，首先就是會增大包體的體積，同時也會增加美術的工作量。是以在實際開放中，一般隻會對一些重要的對象使用該技術

總結

上面所介紹的關于資源影響遊戲性能的一些常用的點，都是遊戲開發者日常接觸最多的，更深入，更底層的就需要根據項目的特點進行專門的适配與調整。

Unity 性能優化：資源篇