Quest Unity開發(fā)技巧：流暢穩(wěn)定的無縫場(chǎng)景加載

　　要登陸Quest Store，你的應(yīng)用需要保持每秒72幀的穩(wěn)定速度。這并不容易實(shí)現(xiàn)，但通過遵循相關(guān)文檔和最佳實(shí)踐來優(yōu)化性能，你應(yīng)該依然可以提交一款符合標(biāo)準(zhǔn)的作品。然而，現(xiàn)在的游戲越來越大，同時(shí)將所有一切都保存在內(nèi)存中變得越來越困難。所以，你需要一種方法來加載游戲中需要的部分，并卸載不需要的部分，而且你必須要在玩家不注意的情況下完成。

　　解決方案是流式傳輸，利用Unity的異步場(chǎng)景加載來實(shí)現(xiàn)。不過，你在實(shí)現(xiàn)過程中依然有可能會(huì)遇到一定的問題。下面這篇來自Meta的博文將向你介紹相關(guān)的使用技巧。注意，以下所有建議均基于Unity 2020.3.8f1中的行為。在Unity的其他版本中，性能結(jié)果可能不同。

　　為什么我的‘異步’加載仍會(huì)導(dǎo)致丟幀?

　　從磁盤加載場(chǎng)景可能需要很長(zhǎng)時(shí)間，尤其是在有大量網(wǎng)格和紋理的情況下。要讀取的數(shù)據(jù)非常多。這就是為什么Unity提供了一種異步加載場(chǎng)景的方法SceneManager.LoadSceneAsync()。這非常棒，因?yàn)槟悴槐卦诘却�加載數(shù)據(jù)時(shí)顯示加載屏幕，但你可能已經(jīng)注意到，當(dāng)你將allowSceneActivation flag設(shè)置為true時(shí)，你會(huì)得到一個(gè)很長(zhǎng)的幀。你可能會(huì)問，“什么原因，這不是異步嗎?”。下面是原因：

　　-Unity中的所有對(duì)象都遵守Unity生命周期，例如Awake, OnEnable, Start, Update, OnDisable, OnDestroy。

　　-所有生命周期函數(shù)都在主線程執(zhí)行。

　　所以當(dāng)你激活場(chǎng)景時(shí)，Unity必須為場(chǎng)景中的每個(gè)對(duì)象運(yùn)行Unity生命周期的第一步。

　　你可能會(huì)說，“但我沒有任何腳本附加到對(duì)象”。你需要知道的是，GameObjects和Transforms都存在Unity版本的“Awake”。無論是活動(dòng)的還是非活動(dòng)的，場(chǎng)景中的每個(gè)GameObject都會(huì)增加場(chǎng)景激活所需的時(shí)間。所以，這引出了我們的第一個(gè)技巧：

　　技巧1：減少場(chǎng)景中GameObject的數(shù)量

　　我運(yùn)行測(cè)試了異步加載不同數(shù)量GameObject的場(chǎng)景，并測(cè)量了將allowSceneActivation設(shè)置為true的幀長(zhǎng)度。以下是在Quest 2運(yùn)行的結(jié)果：

　　如你所見，場(chǎng)景激活所需的時(shí)間與場(chǎng)景中GameObject的數(shù)量呈線性關(guān)系。在這種情況下，活動(dòng)和非活動(dòng)的GameObject之間沒有區(qū)別。

　　你可能會(huì)問，如何減少場(chǎng)景中GameObject的數(shù)量?減少GameObject數(shù)量的一個(gè)好辦法，并且是提高性能的一個(gè)好辦法是：將盡可能多的靜態(tài)幾何體批處理成盡可能少的對(duì)象。第二，因?yàn)榧词故俏词褂玫膶?duì)象都需要時(shí)間加載，所以在Release之前請(qǐng)從場(chǎng)景中刪除所有不必要的/占位符對(duì)象。

　　技巧2：禁用場(chǎng)景中的GameObject

　　“但你剛才說，在我的場(chǎng)景中禁用或啟用GameObject并不重要?”這對(duì)于empty GameObject正確，但它不是適合所有一切。接到GameObject的每個(gè)組件都會(huì)花費(fèi)一定的時(shí)間。但是，時(shí)間的分布并不均勻。例如，ParticleSystem組件的激活時(shí)間比MeshFilter和MeshRenderer長(zhǎng)，而TextMeshPro組件的激活時(shí)間比兩者加起來都長(zhǎng)，因?yàn)樗�必須在激活時(shí)構(gòu)建網(wǎng)格：

　　禁用GameObjects后，你將推遲所述不同組件在使用前需要執(zhí)行的昂貴設(shè)置。下面是所有GameObject禁用時(shí)發(fā)生的情況：

　　當(dāng)然，為了獲得組件的好處，你需要激活它們，但在加載時(shí)禁用它們可允許你在schedule中啟用它們，這意味著你可以在多個(gè)幀滾動(dòng)激活時(shí)間，避免糟糕的幀問題。

　　技巧3：預(yù)編譯所有著色器

　　加載場(chǎng)景時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致很大的問題，而非常容易避免的是著色器編譯。當(dāng)活動(dòng)對(duì)象第一次引用著色器變量時(shí)，Unity將嘗試編譯它，這可能需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，特別是當(dāng)需要同時(shí)編譯多個(gè)著色器時(shí)。最好確保所有著色器都已預(yù)編譯，并在初始加載期間準(zhǔn)備就緒(可以被靜態(tài)加載屏幕屏蔽)。一種方法是用游戲中引用的每種材質(zhì)創(chuàng)建一個(gè)場(chǎng)景，然后首先將其加載到初始屏幕后面。確保涵蓋游戲中可能會(huì)更改Unity著色器關(guān)鍵字的所有不同變量，如reflection probes、light probes和direction light等。避免使用Shader.WarmupAll，因?yàn)樗鼘⒕幾g你的著色器的所有可能變量，而你不太可能在游戲中遇到它們中的大多數(shù)。

　　技巧4：小心意外的網(wǎng)格陷阱

　　盡管大多數(shù)網(wǎng)格都非常樂意與場(chǎng)景異步加載，但有一些條件會(huì)使網(wǎng)格加載在激活場(chǎng)景時(shí)出現(xiàn)故障。如果網(wǎng)格需要CPU讀取，則其激活時(shí)間將很長(zhǎng)。有一些因素會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)格的CPU讀取，其中最明顯的是保持ReadWrite啟用狀態(tài)。另外，如果網(wǎng)格可蒙皮，則其需要CPU讀取。很難避免同時(shí)加載蒙皮網(wǎng)格，但你可以通過一定的技巧進(jìn)行避免。例如，一些模塊化角色系統(tǒng)將所有可能的部分包含在一個(gè)大型FBX文件中，這在運(yùn)行時(shí)將導(dǎo)致巨大的負(fù)載。相反，你最好將所有片段分解為單獨(dú)的網(wǎng)格，并在運(yùn)行時(shí)構(gòu)建模塊化角色。在最壞的情況下，最好將蒙皮網(wǎng)格從異步場(chǎng)景中完全移除，并在初始加載屏幕后面加載它們。

　　技巧5：在盡可能少的“根”游戲?qū)ο笙虑短子螒驅(qū)ο?但僅在加載時(shí))

　　如果所有游戲?qū)ο蠖记短自?ldquo;根”游戲?qū)ο笙�，你將看到激活時(shí)間的改進(jìn)：

　　Unity必須對(duì)位于場(chǎng)景根的每個(gè)對(duì)象進(jìn)行額外的處理。為了避免這種情況，只需將所有內(nèi)容放在單個(gè)或一小組“根”對(duì)象下，即可加快場(chǎng)景激活速度。

　　但是，嵌套對(duì)象在運(yùn)行時(shí)同樣有缺點(diǎn)。Unity將在多個(gè)線程上更新轉(zhuǎn)換，所以使用單個(gè)根對(duì)象實(shí)際上會(huì)降低性能，因?yàn)樗鼘⒍嗑�程操作限制為單個(gè)線程。因此，最好在運(yùn)行時(shí)將嵌套對(duì)象“解包”到平面層次結(jié)構(gòu)中，或者使用少量根對(duì)象來保持多線程運(yùn)行時(shí)性能。

　　技巧6：回收利用你的GameObject

　　一種優(yōu)化方法是開始共享和重用對(duì)象。大多數(shù)Unity開發(fā)者已經(jīng)熟悉這項(xiàng)技術(shù)。本質(zhì)上，這個(gè)想法是創(chuàng)建一個(gè)通用重用對(duì)象池，并在玩家移動(dòng)時(shí)在游戲世界中移動(dòng)它們。例如，如果玩家在不同的地方看到木桶，你就會(huì)有一個(gè)木桶池，當(dāng)玩家走過一個(gè)木桶并移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)域時(shí)，在幕后你將同一個(gè)木桶移動(dòng)到新的位置，玩家一點(diǎn)都不知道。盡管聽起來很簡(jiǎn)單，但它存在復(fù)雜的部分。

　　首先，設(shè)計(jì)師需要將桶放置在該位置，因此你可能需要在場(chǎng)景中放置“BarrelProxy”腳本，以便池知道將其放置在何處。其次，如果你使用的是烘焙照明，你必須考慮光照如何影響你的桶。如果你的桶是可破壞的，它們不需要在你的光照貼圖中投射陰影，但它們可能仍然會(huì)接收陰影。在支持光照貼圖之前，需要實(shí)例化所有桶，記錄光照貼圖ID和Rect，并將其包含在代理組件中。然后在運(yùn)行時(shí)，當(dāng)你從池中拉出桶時(shí)，你應(yīng)該只需要將該光照貼圖數(shù)據(jù)應(yīng)用到渲染器。

　　這需要構(gòu)建自定義步驟來處理代理對(duì)象實(shí)例化/移除，我們可以使用這些步驟來執(zhí)行另一個(gè)步驟：從場(chǎng)景本身移除代理，并構(gòu)建代理位置的清單。然后，你可以將此清單作為每個(gè)場(chǎng)景中組件的一部分，或者作為游戲中某個(gè)地方包含的簡(jiǎn)單文本文件。

　　技巧7：發(fā)揮創(chuàng)意

　　如果前面的6個(gè)技巧不足以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的無縫過渡，那么你是時(shí)候發(fā)揮創(chuàng)意了。你可以決定什么對(duì)你的作品最有意義，并創(chuàng)建最適合你的解決方案。場(chǎng)景包含的越少，加載的速度就越快，因此邏輯結(jié)論可能是進(jìn)一步減少場(chǎng)景的使用。也許你有一個(gè)構(gòu)建步驟可以將每個(gè)場(chǎng)景分割成若干子場(chǎng)景，每個(gè)子場(chǎng)景可以在不掛接的情況下加載。也許解決方案只是將場(chǎng)景用于靜態(tài)幾何體，其他所有內(nèi)容都將在運(yùn)行時(shí)作為預(yù)設(shè)加載。如果你能想出一個(gè)有創(chuàng)意的解決方案，請(qǐng)務(wù)必向社區(qū)分享。