DrawCall 优化详解

DrawCall 的数量直接影响游戏的渲染性能。每一个 DrawCall 都需要 CPU 去处理，并消耗 GPU 的渲染资源。当 DrawCall 数量过多时，会导致 CPU 和 GPU 的负担加重，进而影响游戏的帧率和流畅度。特别是在移动设备上，由于硬件性能的限制，过多的 DrawCall 更容易导致游戏卡顿和掉帧。

• 静态批处理 (Static Batching)：

  • 所有被静态批处理的物体必须使用相同的材质实例。确保所有物体使用相同的 Shader 设置。确保材质属性（如颜色、纹理、纹理偏移等）一致。
  • 所有被静态批处理的物体必须是不会移动的静态物体。
  • 选中这些物体后，需在 Inspector 面板中勾选Static复选框。
  • Unity 会自动合并这些物体的网格。

  注意

  • 会增加内存使用量（因为存储合并后的网格）。

• 动态批处理 (Dynamic Batching)：

  • 在 Player Settings 中启用动态批处理选项。
  • Unity 自动合并小网格（如移动的碎片、子弹等顶点数少于 900 的网格，移动平台通常为顶点数少于 300）。
  • 要求使用相同材质。确保材质属性（如颜色、纹理、纹理偏移等）一致。确保所有可批处理物体使用完全相同的Shader配置。
  • 适用于移动设备上的小型对象。CPU 需实时合并 Mesh，物体过多时可能卡顿。

  注意

  • 在 Unity 中，动态批处理和 GPU Instancing 是两种不同的优化技术，它们通常是互斥的，当使用动态批处理时，不需要手动关闭 renderer.enableInstancing，因为 Unity 会自动处理它们的优先级。
  • 优先使用 GPU Instancing（适用于大量相同物体，性能更好）。GPU Instancing 适合处理大量相同网格 + 材质（如草、树木），它优先于动态批处理，当启动 GPU Instancing 时动态批处理会自动禁用。

• 材质共享：

  • 尽量让多个对象使用相同的材质。
  • 使用材质属性块 MaterialPropertyBlock 修改材质属性而不创建新材质。比如使用相同的材质而差异化为不同的颜色。

  using UnityEngine;
  
  public class MaterialPropertyBlockColorTest : MonoBehaviour
  {
      public Renderer[] targetRenderers; // 拖入3个物体的Renderer
      public Color[] colors = { Color.red, Color.green, Color.blue };
  
      void Start()
      {
          if (targetRenderers == null || targetRenderers.Length != 3)
          {
              Debug.LogError("请拖入3个Renderer！");
              return;
          }
  
          // 确保所有物体使用相同的材质实例
          Material sharedMaterial = targetRenderers[0].sharedMaterial;
          for (int i = 0; i < targetRenderers.Length; i++)
          {
              targetRenderers[i].sharedMaterial = sharedMaterial; // 强制共享材质
          }
  
          // 用 MaterialPropertyBlock 设置不同颜色
          for (int i = 0; i < targetRenderers.Length; i++)
          {
              MaterialPropertyBlock block = new MaterialPropertyBlock();
              block.SetColor("_BaseColor", colors[i]);
              targetRenderers[i].SetPropertyBlock(block);
              Debug.Log($"物体 {i} 颜色设置为: {colors[i]}");
          }
      }
  }

• 图集/纹理合并 (Texture Atlas)：

  • 将多个小纹理合并为一个大纹理。可以使用 Unity 中的 SpritePacker 工具来实现贴图的合并。然后在代码中引用这个图集。
  • 减少因纹理切换导致的 DrawCall。

  SpriteAtlas atlas = Resources.Load<SpriteAtlas>("PathToAtlas");
  Sprite sprite = atlas.GetSprite("SpriteName");
  Image image = GetComponent<Image>();
  image.sprite = sprite;

• GPU Instancing：

  • 是现代 Unity 合批的主流方案，支持动态变化、属性差异，适合绝大多数中大型项目。默认优先级高于动态批处理，动态批处理只适合非常小的、顶点少的、完全一致的对象。而 GPU Instancing可以（通过 MaterialPropertyBlock）实现材质的差异化属性。
  • GPU Instancing 通过一次发送多个相同网格的渲染数据到 GPU，显著提高了渲染效率，特别适合处理场景中大量使用相同的网格（相同的顶点数据）的对象。例如：森林中的树木和植被、城市建筑群、人群或军队渲染、星空或粒子系统。要求：。
  • 在材质中启用 GPU Instancing 选项。

  // 同一个材质，开启 GPU Instancing
  MaterialPropertyBlock block = new MaterialPropertyBlock();
  block.SetColor("_Color", Color.red);
  renderer.SetPropertyBlock(block); // 不打破 instancing

  #pragma multi_compile_instancing
  UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(Props)
      UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float4, _Color)
  UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props)

• LOD (Level of Detail)：

  • 为远距离对象使用简化模型。
  • 减少远处对象的渲染复杂度。
  • 使用 Unity 的 LOD Group 组件。

• 遮挡剔除 (Occlusion Culling):

  • 隐藏被其他物体遮挡的对象。
  • 减少实际渲染的对象数量。
  • 需要在 Window > Rendering > Occlusion Culling 中设置。

• 减少透明物体的数量：

  • 透明物体的渲染比较复杂，需要多次渲染，通常无法被批处理。
  • 合理使用透明效果，避免过度使用。

• 减少动态物体的数量：

  • 动态物体需要每帧重新绘制。
  • 可以通过使用静态物体、使用 LOD（细节层次）等方式来减少动态物体的数量。

• 合并网格：

  • 将多个使用相同材质的网格合并成一个网格。
  • 支持任意 Mesh（静态/动态），可动态合并/拆分，可优化内存（丢弃原 Mesh），可以使用 Unity 中的 Mesh.CombineMeshes 方法来实现网格的合并。

  using UnityEngine;
  
  public class MeshCombineTest : MonoBehaviour
  {
      public MeshFilter[] meshFilters;
  
      void Start()
      {
          if (meshFilters == null || meshFilters.Length == 0)
              return;
  
          // 1. 创建 CombineInstance 数组
          CombineInstance[] combines = new CombineInstance[meshFilters.Length];
          for (int i = 0; i < meshFilters.Length; i++)
          {
              combines[i].mesh = meshFilters[i].sharedMesh;
              // 关键修改：使用 localToWorldMatrix 保留位置/旋转/缩放
              combines[i].transform = meshFilters[i].transform.localToWorldMatrix;
  
              // 2. 禁用原始 MeshRenderer（避免重复渲染）
              MeshRenderer renderer = meshFilters[i].GetComponent<MeshRenderer>();
              if (renderer != null)
                  renderer.enabled = false;
          }
  
          // 3. 创建合并后的 Mesh
          Mesh combinedMesh = new Mesh();
          combinedMesh.CombineMeshes(combines); // 合并所有 Mesh
  
          // 4. 赋值给当前 GameObject
          MeshFilter myFilter = GetComponent<MeshFilter>();
          if (myFilter == null)
              myFilter = gameObject.AddComponent<MeshFilter>();
  
          myFilter.mesh = combinedMesh;
  
          // 5. 确保有 Renderer 并复制第一个材质（简单处理）
          MeshRenderer myRenderer = GetComponent<MeshRenderer>();
          if (myRenderer == null)
              myRenderer = gameObject.AddComponent<MeshRenderer>();
  
          if (meshFilters.Length > 0 && meshFilters[0].GetComponent<MeshRenderer>() != null)
          {
              myRenderer.material = meshFilters[0].GetComponent<MeshRenderer>().sharedMaterial;
          }
      }
  }

• 使用 CanvasRenderer 和 Mask 组件：

  • 在 Unity 的 UGUI 系统中，可以使用 CanvasRenderer 组件来控制 UI 元素的渲染顺序。
  • 使用 Mask 组件可以限制 UI 元素的绘制区域，减少不必要的绘制。

  public class UICanvasRenderer : MonoBehaviour
  {
    private CanvasRenderer canvasRenderer;
    void Start()
    {
      canvasRenderer = GetComponent<CanvasRenderer>();
      canvasRenderer.sortingOrder = 1;
    }
  }
  
  public class UIMask : MonoBehaviour
  {
    public RectTransform maskRect;
    void Start()
    {
      Mask mask = gameObject.AddComponent<Mask>();
      mask.showMaskGraphic = false;
      mask.rectTransform = maskRect;
    }
  }

• 脚本优化:

  • 减少每帧修改渲染属性的操作。
  • 避免频繁激活/禁用渲染器。