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Unity Rebuild和Rebatch浅析

2022-08-11 05:31:00 【canon_卡农】

unity将UI的渲染分为两个步骤，对mesh的操作称为Rebatch，对material和layout的操作称为Rebuild。

先简单说说什么是DrawCall和Batch：

DrawCall

Drawcall，即绘制调用命令
CPU在准备好渲染数据后会通过Drawcall命令通知GPU进行渲染

实际发送绘制指令之前，我们需要设置好所有必须的GPU状态，例如:Mesh数据（顶点位置、顶点法线等顶点数据）、着色器代码、纹理数据、混合设置以及其他的着色器属性等。这些都是在CPU上进行。

Batch

一些设置状态、改变状态的指令再加上一或多个绘制指令构成了我们所说的一次Batch。
通常一个batch 对应一个DrawCall，所谓的DrawCall优化其实就是减少Batch的数量。

可以点击Game窗口的Stats查看Batch的数量：
在这里插入图片描述

一、Rebatch

Rebatch发生在C++层面，是指Canvas分析UI节点生成最优批次的过程，节点数量过多会导致算法（贪心策略）耗时较长。对应SetVerticesDirty，当一个canvas中包含的Mesh发生改变时就触发，例如SetActive、transform的改变、颜色改变、文本内容改变等等，canvas独立处理，互相不影响。消耗在对meshes按照深度和重叠情况排序、共享材质的检测等。

Batch以Canvas为单位，同一个Canvas下的UI元素最终都会被Batch到一个Mesh中。Batch前，UGUI根据UI材质以及渲染顺序重排，在不改变渲染结果的前提下，尽可能将相同材质的UI元素合并在同一个SubMesh中，以减少DC。Batch只在UI元素发生变化时进行，合成的Mesh越大，耗时越大。重建对Canvas下所有ui元素生效，不论是否修改过。

5.2之后底层是多线程的，考虑到现在手机上都是多核，这部分消耗可能会小很多。不过对于复杂的UI，还是多注意一些更好。

合批细节

1.计算每个渲染节点的深度depth
1）按照在Hierarchy节点的顺序，从上向下进行depth分析（深度优先原则）；
2）跳过不用渲染的节点，比如active为false，image脚本Disable，Canvas不渲染的Layer等；
3）如果处于渲染状态且（网格）没有覆盖到其他节点，depth = 0；
4）处于渲染状态但是覆盖到其他节点，找到被覆盖节点中depth最大的元素A。
5）若节点的材质和贴图是否和A相同，则节点的depth等于A节点。否则A节点depth + 1；

2.根据节点的depth、材质（获取Instance ID）、贴图（Instance ID）对节点进行排序。
根据排序结果对depth、材质、贴图都相同的节点进行合批。
注意尽量将节点的Z值设为0，特殊情况下Z值不为0会打断合批。

二、Rebuild

Rebuild发生在C#层面，是指UGUI库中layout组件调整RectTransform尺寸、Graphic组件更新Material，以及Mask执行Cull的过程，耗时和发生变化的节点数量基本呈线性相关。

只有LayoutGroup的直接子节点，并且是 Graphic类型的（比如 Image 和 Text）会触发SetLayoutDirty。

Graphic改变的原因包括，基本的大小、旋转以及文字的变化、图片的修改等等，对应SetMaterialDirty。

发生Rebuild时会触发Rebatch。

三、优化点

1.Canvas动静分离，合理划分，按游戏类型和UI数量划分，太多也有额外消耗。
举例：跑马灯效果，可以在动态节点的父节点添加一个单独Canvas。

2.减少节点层次和数量，使用相同材质贴图的UI尽量保持深度相同，减小合批计算量。
举例：可以将一个Text的层级下面放一个其他图集的透明图片，将其层级垫高，使其与相同depth的Text节点进行合批。

3.修改Image的Color属性，原理是修改顶点色，会引起网格Rebatch，同时触发Canvas.SendWillRenderCanvases。
好处在于修改顶点色材质不变，没有额外DC。修改shader颜色不会重绘，材质不变，没有Rebatch。
举例：颜色的渐变效果（颜色动画）可以通过动态修改材质的shader颜色来实现。

4.RectMask2D代替Mask。

5.少用layout，简单的布局RectTransform代替。

6.不显示的对象，不要SetActive，设置Canvas Group的alpha为0，scale为0，这样vbo不会被清除。
或者CanvasRenderer.cull设为true，表示当UI的透明度为0的时候删掉网格和顶点。