Unity 性能优化经验整理

优化思路

个人优化原则：
1.减少总量
2.空间、时间互换
3.由浅入深

1.减少总量：
尽量减少内存和CPU占用的总量。

2.空间、时间互换：
内存和CPU可以互换、CPU和GPU可以互换。

3.由浅入深：
先优化小的细节再优化大的结构。

大致手段：
1.降CPU
2.降内存
3.内存换CPU
4.CPU换内存
5.GPU换CPU
6.磁盘换内存

优化思路说明：
尽量减少占用的内存(资源体积)和CPU(计算量)，是一切的前提，首先着重减少总量才能更好的进行后续细节的优化。
由于内存比CPU便宜多了，所以一般都是内存换CPU的，内存不够时再用CPU换内存。
比如利用对象池缓存对象，可以省略加载资源、实例化、销毁实例、卸载资源的步骤，可以明显降低CPU的消耗。
利用Loading进度条按需加载资源，可以减少内存峰值，大量节约内存。

通常来说先优化细节，如果细节优化已经做的很好，没什么太多潜力可以挖了，性能还是消耗太大，那么就需要考虑重构结构了。

性能分析：
使用Profiler性能分析器首先确定性能瓶颈出现在哪里，定位性能问题出现的根本原因，按照具体原因去做优化。
通常来说，性能问题大致出现在两个方面：
1.细节不够好(资源问题、插件问题、代码写法问题)
2.结构不够好(框架问题、底层API问题)

细节问题解决成本低，可以独立调整，对其他部分影响小，可以批量解决。
结构问题解决成本高，牵一发动全身，对其他部分影响大，需要大修、大测。
由于游戏整体是由各个细节组成的，所以当细节做的不够好时，整体也会显现出问题。
反之当结构不够好时，细节即使做的很好，游戏整体表现出的性能也不会太好，两者是相辅相成的。
我的建议是：用严格认真的态度控制细节，用丰富的经验积累出可靠的结构。
前者靠态度，后者靠经验。当我们经验不多时，应该依靠态度严控细节，当我们经验足够时，两方面都要兼顾。

多读官方API：
多读官方API,多读官方API多,读官方API。重要的事情说三遍，不要重复造轮子。Unity中有很多性能细节问题都出现在功能不熟悉上，没玩明白导致的，熟悉官方API可以让我们事半功倍。C#代码也一样，也要熟悉C#官方API。

优化内存

Unity中 资源占用的内存量比代码高的多，只要代码不往死掉写，一般不会占用太高内存，我们要特别注意资源的内存占用。
Unity资源内存占用排行榜
1.贴图 Textures
2.动画 AnimationClips
3.网格 Meshes
4.音频 AudioClips
5.材质 Materials

资源内存占用说明：

1.减少贴图占用内存
内存占用超级大户，史前怪兽级别的，要优化内存先从优化贴图格式开始。
按照下面3步设置，可以极大降低贴图占用内存。
1.降低分辨率
2.拆分透明通道
3.调整压缩格式
4.禁用Mipmap
5.启用Use Crunch Compression

1.降低分辨率(Max Size)：

根据Game摄像机距离物体最近时，物体所占的像素大小(QQ截图)，来确定最大分辨率。
一般美工或Asset Store上下载的资源很可能是高清资源，1024x1024、2048x2048或更大，我们需要根据实际使用的尺寸确定。
2048x2048降低为1024x1024后 内存会降低为原来的1/4 极大降低内存占用 这里是是大头 要控制好。
(图片大小和像素有关 像素点数=宽x高=面积 宽高各变为1/2 面积变为1/4)

2.拆分透明通道(Alpha)：

不需要Alpha通道的一定要去除Alpha通道 因为带Alpha通道的贴图 Unity会默认选择RGBA格式。
如果不能剔除Alpha 要把format由RGBA格式选为RGB格式 以减小内存占用。
非渐变的透明贴图 可以调成RGB + 1bit alpha的格式 拆分alpha通道。
(RGBA一般各通道是平均分 每份1/4 剔除一个通道 体积减少1/4)

3.调整压缩格式(Compression)：

尽量选用当前平台支持的最高压缩格式，不要轻易使用RGBA32格式，更不要使用不压缩格式，内存天差地别。
只要启用Compression选项，Unity会自动帮我们选用合适的压缩格式 要注意的是压缩格式的支持都是有条件限制的。
当不能使用更好的压缩格式时，Unity会出现提示，告诉我们哪里有问题。对于压缩格式：一般要注意以下两个问题。
(1)不需要Alpha透明通道的贴图 请在PS里剔除。
(2)高压缩比格式要求图片宽高是2的倍数(4的倍数更好) 宽高不能被2整除，会导致不能用高压缩比的格式。
宽高禁止出现奇数，必须都是偶数，打成图集的图片是2的倍数即可，单独使用的图片宽高要是4的倍数。

以一张512x512分辨率的图片为基准 测试不同平台 不同压缩格式占用的内存：

PC常用图片格式：DXT

RGB(A) BC7：高质量高压缩格式 但是mac上不兼容

Android常用图片格式：ETC

IOS平台常用图片格式：PVRTC

PVRTC：IOS原生支持的一种压缩格式 优点是：高压缩比 兼容性好 缺点是：有损压缩 图片质量较差，对于透明像素的边缘和渐变的透明度有特别明显的失真。
ASTC ：IOS支持的一种新的压缩格式 优点是：比PVRTC更高的压缩比和质量，透明贴图质量更高 缺点是：兼容性差 iPhone6才开始支持该格式，iPhone5和之前不支持该格式。

参考资料：
《干货：Unity游戏开发图片纹理压缩方案》https://www.jianshu.com/p/f7c...
《Unity3D的图片压缩格式详解》https://www.jianshu.com/p/bec...
《Unity3D~纹理格式》https://www.cnblogs.com/rayya...
《Unity中一个简单的图形优化指导》http://gad.qq.com/program/tra...

4.禁用Mipmap

Mipmap相当于Texture的LOD 启用后会生成多级纹理 会占用更多的内存 好处是会让贴图看起来更平滑。
启用该选项会生成多级小贴图 内存会增加1/3。

5.启用Use Crunch Compression

Crunch是Unity支持的最新压缩格式，压缩比非常高，如果你用其他格式，图片依然很大的话，这个格式将会成为你的神兵利器。
Crunch支持Android和IOS平台，能把图片压的很小，但图片质量有损失，可以通过调节质量百分比来解决。
Crunch在Editor下，计算压缩的时间很长，77张2048的图片要压缩5~8分钟左右。
对于大量贴图的更新来说，整个团队的开发人员都要消耗相当长的时间来导入贴图，十分痛苦 很容易拉仇恨(说的就是我自己)。

参考资料：
《Unity性能优化之内存-贴图格式优化》https://segmentfault.com/a/11...
《Unity优化（一）：图形优化》https://gameinstitute.qq.com/...
《[Unity优化] unity图片mipmap》https://www.jianshu.com/p/651...
《Unity 2017.3 中的Crunch纹理压缩库》https://www.sohu.com/a/204935...
《Unity官方文档Texture》https://docs.unity3d.com/Manu...

2.减少动画占用内存
总结一下优化动画的手段：
1.减小动画长度
2.减少骨骼数量
3.减少关键帧密度
4.减少动画精度

1.减小动画长度：
有些动画实际使用的的长度，远小于动画时长，如果有被加快使用的动画，应该考虑改短动画，降低大小，Animator里加快速度不会减少动画大小。

2.减少骨骼数量：
动画导入后，查看有无无效的骨骼点，删除这些节点可以降低动画大小。
(1)Animation里 骨骼点变成黄色说明缺少该骨骼点，需要确定是骨骼点丢失还是不需要这些骨骼点，如果动画正常，则说明这些骨骼点无效可以删除。

(2)注意IK骨骼点 如果不需要使用反向动力学功能，而动画里又包含了IK骨骼点, 则删除这些骨骼点(通常是美工做完动画忘删IK了)。

3.减少关键帧密度：
启用FBX > Animation选项 > Anim.Compression选项 > Keyframe Reduction
Keyframe Reduction官方文档翻译：减少导入的冗余关键帧。如果选择，将显示动画压缩错误选项。这将影响文件大小（运行时内存）和如何评估曲线。

4.减少动画精度：
Unity存储Animation的数值精度比较高，可以通过减少数值精度的手段，降低动画大小。

参考资料：
《Unity骨骼动画资源解析与优化》https://www.cnblogs.com/damow...
《unity性能优化之降低动画文件的大小》https://blog.csdn.net/rhett_y...
《Unity 优化翻译官方文档(三) Animation Clips》https://blog.csdn.net/dengshu...

3.减少网格占用内存
1.减少顶点
2.开启Optimize Mesh选项
3.关闭Mesh Compression

1.减少顶点Vertex：
减少顶点会显著的提升网格的性能，减少内存的占用，通常来说，在可以实现美术效果的前提下，顶点越少越好。

2.开启Optimize Mesh选项：
官方文档翻译：为了更好的GPU性能，顶点和索引将被重新排序。需要严格顶点排序的技术，如网格变形或特殊的粒子网格发射器效果，应该禁用此选项。

3.关闭Mesh Compression：
开始网格压缩可能会导致Optimize Mesh失败，占用更大的内存。

参考资料：
《Unity的Mesh压缩：为什么我的内存没有变化？》https://www.cnblogs.com/muron...

4.减少音频占用内存
音频同时使用的数量较少，但是压缩比率大，默认音频格式加进内存后，体积会增大10倍。
对于较大的音频文件(超过200KB)，要特别注意。
Load Type 改为 Streaming，可以极大降低内存占用。
建议较长的音频使用.mp3或.ogg格式，较短的音频使用.wav 或.aiff格式。

参考资料：
《Unity优化翻译官方文档(四) ------ Audio Clip》https://blog.csdn.net/dengshu...

5.减少材质占用内存

材质性能排行(由高到低)：
1.Unlit 仅为纹理，光线不产生效果
2.VertexLit 顶点光照
3.Diffuse　　漫反射
4.Normal Mapped 法线贴图
5.Specular 高光
6.Normal Mapped Specular
7.Parallax Normal Mapped
8.Parallax Normal Mapped Specular

尽量用性能消耗更小的Shader来实现效果，复杂的Shader需要专人定制、管理和维护，写好Shader需要时间和经验的积累。

参考资料：
《Unity3D Shader性能排行》https://www.cnblogs.com/tim-u...
《UnityShader学习资料推荐》https://blog.csdn.net/wwlcsdn...
《Amplify Shader Editor手册(中文版)》https://blog.csdn.net/Debugge...

优化CPU

1.降低DrawCall
2.注意代码规范
3.内存换CPU
4.使用异步代替同步

1.降低DrawCall：
消耗CPU过大的情况很容易出现在图形渲染上，合并批处理，降低DrawCall可以极大的提升性能。比如使用动、静态批处理，GPU Instance技术。

2.注意代码规范：
良好的代码规范会让你获得更好的性能，并且避免很多陷阱，减少入坑的几率，节约时间。多读官方API，避免重复造轮子。

3.内存换CPU：
CPU不够时，不但可以想方法降低CPU的消耗，也可以考虑用内存换CPU。使用对象池就是一种常见的内存换CPU的手段。

4.使用异步代替同步：
使用异步Async(非阻塞式)代替同步Sync(阻塞式)，可以优化用户体验。比如加载时用异步加载，显示进度条就属于这种方式。
但是通常异步比同步消耗的时间更多，遇到的问题更多，所以要合理使用异步和同步。

参考资料：
《[Unity优化]减少DrawCall：批处理》https://blog.csdn.net/lyh916/...
《阿里巴巴Java代码规范》https://www.cnblogs.com/han-1...
《Unity官方文档-DrawCallBatching》https://docs.unity3d.com/Manu...
《Unity GPU Instance(大量相同网格物体合批)》https://segmentfault.com/a/11...
《Unity 对象池》https://blog.csdn.net/wangjia...
《Unity3D研究院之异步加载游戏场景与异步加载游戏资源进度条》https://www.xuanyusong.com/ar...