Unity技术分享（58）：粒子系统优化、同屏HUD过多...

我们将从日常技术交流中精选5个开发相关的问题，建议阅读时间15分钟，认真读完必有收获。如果您有任何独到的见解或者发现也欢迎联系我们，一起探讨。
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粒子系统

Q1：我们项目中有大量的特效，一个特效Prefab可能包含100-200个GameObject，每个GameObject上都挂有一个粒子系统，但是实际上很多特效只有延时和坐标旋转之类的参数的区别。我看了Prefab文件后发现每个粒子系统分别记录了各自的信息，从而导致整体文件很大，内存占用也比较大。请问是否有优化的方法？

如果开发的是一个手游项目，那么一个Prefab下含有100-200个粒子系统是非常不足取的，主要会造成以下几种问题：

1. 1. 同时播放100个以上的ParticleSystem，其ParticleSystem.Update本身的CPU占用会很高。下图为一款游戏在华为6Plus上的表现。可以看到Active Particle数量还没有达到100，其Update耗时就已经占到了5ms；
   
   
   
2. 2. ParticleSystem.ScheduleGeometryJobs开销会很高。其耗时主要体现在渲染模块中的Culling阶段，与粒子系统的数量相关，场景中Active粒子系统的数量越多，其开销越高；
   
3. 3. 子线程中的渲染压力较大。Unity5.3版本以后，粒子系统的渲染虽然在主线程中占用很小，但并不意味它没有耗时，其耗时在渲染线程中，当渲染线程压力过大时，主线程同样会出现等待（Gfx.WaitForPresent），因此同样可能对帧率产生影响；
   
4. 4. GPU的渲染压力较高。同屏中渲染的粒子系统越多，其屏幕每帧的填充率越高，从而更加容易造成设备的发热；
   
5. 5. 内存压力较高。如果一个Prefab上有100-200个粒子系统，并且如果场景中有10个以上这样的Prefab存在，那么其内存占用将在10~25MB内存区间内。就目前而言，粒子系统仍然是以Clone的形式存在，所以虽然粒子系统可能仅仅是某些参数不同，但其仍然是多个不同的粒子系统。因此，我们在UWA报告中会显示粒子系统在项目运行时的具体显示数量，以方便研发团队对粒子系统进行关注。如下图所示，一般来说，每帧中粒子系统的数量建议在400以下。
   
   
   

综上所述，就目前的硬件环境来看，如果是研发一款手游项目，那么一个特效中包含100~200个粒子系统是非常不合适的。当然，如果是PC项目，那么就另当别论了。我们目前并没有针对PC项目进行过深入研究，欢迎其他PC端开发的朋友来进行分享。

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NGUI

Q2：我们游戏中用到NGUI的HUD，单位主要是一个进度条和一个倒计时文本(持续更新)，同屏数量达600左右，单位本身在持续移动。现已将这些设置为独立Panel，且只有2个DrawCall(进度条所在图集和文本)，但还是卡顿得很厉害，请问是否有优化的方法？

同屏600的数量确实已经非常高，目前该使用方式的瓶颈在于网格更新和合并开销，建议研发团队先从以下几个点进行优化：

1. 1. 简化元素的几何：进度条中的元素尽量避免Sliced 模式（改Simple）；倒计时部分如果使用了Outline或者Shadow，将其转为“图片字”；
   
2. 2. 降低更新频率：如倒计时按“秒”统一更新；进度条按1%甚至5%的间隔更新一次；移动速度较慢时可以尝试隔帧更新位置等；
   
3. 3. 拆分子UIPanel：尽可能将更新频率相同的UI元素放在一个UIPanel中，从而降低每次更新时涉及到的UI元素数量。具体的拆分数量，则可能要通过较多的测试来确定。需要说明的是，此处即使增加10到20个DrawCall，对渲染上的影响并不大。
   

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动画系统

Q3：如下图，请问这几个参数的单位是什么？

Rotation Error使用角度（degree）作为单位。Position和Scale是距离偏差的百分比（曲线调节前后的距离偏差与某距离值之比，取决于Unity内部实现），取值范围1~100，但实际可以高于100，并有作用。
我们建议研发团队在调节该误差时，将调节前后的动画效果进行对比，使文件体积压缩得尽量小，同时使动画效果在视觉上偏差不会太大。

动画系统

Q4：如下图，这个ResampleCurves选项的作用，以及是否和对内存性能的影响？

ResampleCurves选项是在Unity 5.3版本后加入的，在之前的版本中是隐藏并且默认勾选的。该选项会改变Unity动画数据的存储方式。动画文件在导入到Unity之前，其关键帧的数据通常是以欧拉角（Euler format）的方式存储。在勾选该选项时导入，Unity会将欧拉角转换为四元数（Quaternion）表示，并且会生成逐帧的数据（不只是关键帧）。新生成的逐帧数据是为了解决四元数插值问题。关闭该选项会使动画文件保持欧拉角表示，但在应用于GameObject时仍会转换为四元数。
我们建议保持默认勾选该选项，只有当发现Unity中的动画播放效果与在动画编辑工具中的效果出现较大偏差时，尝试取消该选项，查看是否是该选项的原因导致动画偏差。我们在测试中发现该选项对运行性能影响并不明显。在内存方面，勾选该选项会使动画文件略微增加。

资源管理

Q5：我们美术作的人物动画，是不需要用到缩放的，于是我做了一个Scale Curve剔除。对比运行时数据如下：

剔除前：

剔除后：

可以看到Curves Count减少了很多，效果应该是有的，但是与此同时，我在编辑器里看这个Clip的内存占用反而相比剔除前增大了150%（之前是0.6MB，现在是1.5MB）。我反复测试，这个数据很准确，这是为什么呢？

附Scale曲线剔除的代码：

UWA使用研发团队提供的两个动画文件进行真机测试，结果如下：

1. 1. 对于动画guanyu_anim, 去除Scale前内存占用9.8M，去除Scale后内存占用9.8M；
2. 2. 对于动画suishi_taluo_anim,去除Scale前内存占用197.6K, 去除Scale后内存占用174.5K。

UWA并未复现问题中所述的内存增加的现象。在此，我们建议研发团队先确认下，截图是直接获取的数据（即Editor下的内存占用）还是连接了真机的内存数据。（注意：在Profiler中获取的Editor下的内存数据并不是在真机上的实际内存数据，并且相差较多。因此建议连接真机后再测一下，看看是否仍然内存增加。）
同时，研发团队如果想在Editor中了解动画文件在真机内存中的占用，可以看Inspector里显示的容量，该数据与真机内存占用非常接近（虽然并不完全相同）：

今天的分享就到这里。当然，生有涯而知无涯。在漫漫的开发周期中，您看到的这些问题也许都只是冰山一角，我们早已在UWA问答网站（answer.uwa4d.com）上准备了更多的技术话题等你一起来探索和分享。欢迎热爱进步的你加入，也许你的方法恰能解别人的燃眉之急；而他山之“石”，也能攻你之“玉”。

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