Unity DrawCall详解 - 好文

在实际项目开发中，提起unity优化，肯定是有DrawCall的相关内容的，下面就讲解一下什么是DrawCall以及如何对DrawCall进行优化操作。

一、什么是DrawCall？

在unity中，每次CPU准备数据并通知GPU的过程就称之为一个DrawCall。

具体过程就是：设置颜色-->绘图方式-->顶点坐标-->绘制-->结束，所以在绘制过程中，如果能在一次DrawCall完成所有绘制就会大大提高运行效率，进而达到优化的目的。

二、DrawCall为什么会影响游戏运行效率？

说道为什么会影响效率，就首先要了解一下他的工作原理：为了CPU和GPU可以进行并行工作，就需要一个命令缓冲区，就是由CPU向其中添加命令，然后又GPU从中读取命令，这样就实现了通过CPU准备数据，通知GPU进行渲染。

在每次调用DrawCall之前，CPU需要向GPU发送很多内容，主要是包括数据，渲染状态（就是设置对象需要的材质纹理等），命令等。CPU进行的操作具体就是：

* 准备渲染对象，然后将渲染对象从硬盘加载到内存，然后从内存加载到显存，进而方便GPU高速处理
* 设置每个对象的渲染状态，也就是设置对象的材质、纹理、着色器等
* 输出渲染图元，然后向GPU发送DrawCall命令，并将渲染图元传递给GPU
所以如果DrawCall数量过多就会导致CPU进行大量计算，进而导致CPU的过载，影响游戏运行效率。

三、如何优化DrawCall？

1.关于图集、材质、层级的处理，减少DrawCall

想看这些如何进行优化，就需要对他们的工作原理进行理解一下。下面我们以NGUI为例，讲解一下他们之间的关系：

NGUI主要是有三大模块组成：UIPanel，UIWidget，UIDrawcall组成，其中UIPanel是用来管理UIWidget控件和UIDrawCall，而UIWidget是所有组件的基类。

在NGUI框架中，会有一个静态的list用来存放所有的Panel，然后每个单独的Panel下会保存自己的UIWidget和UIDrawCall，就是在每次绘制的时候panle会遍历自己下面的所有层级下的子物体，直到查找结束，或者遇到新的panel会跳出当前分支，继续寻找其他分支，直到全部查找结束。所以说在实际运行中，每次都会为一个UIWidget绘制一个DrawCall，如果这时候连续的多个UIWidget使用的材质和纹理一致，就会公用一个DrawCall，下面给大家看下具体的情形：
这是使用不同材质和纹理的情况

这是使用相同的材质和纹理的情况

所以并不是好多人的认知是只要同一个图集就会占用同一个DrawCall，通过上图分析发现不光是要使用同一个图集，还要使用同样的材质在同一个panel下才可以，否则就会重新进行调用一次DrawCall。另外需要注意的是，如果使用同一个图集、材质，但是中间夹杂了其他的渲染状态，也会导致重新调用一次DrawCall。

另外还需要注意一点就是在panel下如果动态的物体，就是为了实现某种效果，需要UI
进行位置移动，这种情况下，最好做成动态分离，因为只要panle下UI有移动，panle就会对清空之前的保存的UIWidget和UIDrawCall，重新进行渲染，这样就会造成性能浪费，有的同学会说这样不是增加了DrawCall吗，但是相对于每次都重新绘制，应该还是会更加节省性能的吧，你说呢?

所以说在对UI进行界面排布就需要对图集和层级做好规划，进而减少DrawCall次数。

2.关于批处理

批处理从字面意思就是一块处理多个物体的意思，但是是什么样的都可以进行批处理吗？答案就是使用同一个材质的物体才可以。unity中有个两种批处理方式，动态批处理和静态批处理。对于动态批处理来说，好处就是一切都是自动处理的，并且物体是可以移动的，但是限制颇多，具体有哪些限制下面会进行分析。对于静态批处理来说，好处就是自由度很高，限制条件少，但是它会占用更多的内存，并且经过批处理的物体不可以在进行移动。

首先说一下动态批处理，条件是物体使用同一个材质，并且满足对应的特定条件，unity就会自动为我们做动态批处理。

这里可以看到动态批处理中，四个物体但是只占用了三个DrawCall，就是unity进行了动态批处理，两个cube只占用了一个DrawCall。

下面说下动态批处理限制：

* 顶点属性最大限制900,
* 使用lightmap的物体不行进行批处理
* 使用MultiplePass的shader也不会进行批处理
* 接受实时阴影的物体也不会进行批处理
下面说下静态批处理，静态批处理前提当然也是使用了同一个材质，然后就是讲对应的对象设置为static：

这时你会发现DrallCall变为1了，这就是静态批处理的作用，但是这时候你会发现VBO
Total比刚才大了，这就是静态批处理坏处，通过内存来换取性能，下面我们看下官方的解释：

如果在静态批处理前有一些物体共享了相同的网格（例如这里的两个箱子），那么每一个物体都会有一个该网格的复制品，即一个网格会变成多个网格被发送给GPU。在上面的例子看来，就是VBO的大小明显增大了。如果这类使用同一网格的对象很多，那么这就是一个问题了，这种时候我们可能需要避免使用静态批处理，这意味着牺牲一定的渲染性能。例如，如果在一个使用了1000个重复树模型的森林中使用静态批处理，那么结果就会产生1000倍的内存，这会造成严重的内存影响。

3.减少实时光的使用以及阴影效果

同样的设置，但是如果你将灯光的阴影效果打开，你会发现DrawCall大幅增加：

所以在项目中，如果想让场景更加完美，可以使用lightmap满足你想要的阴影效果。

综上所述就是要对图集进行和层级处理要做好整体规划，尽量将材质纹理合并，对于灯光的根据当前情况做好相应处理。

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