游戏开发43课 移动游戏性能优化1

1. 前言

很多年前就想将这些年工作中积累的优化经验撰写成文章，但懒癌缠身，迟迟未动手，近期总算潜下心写成文章。

涉及到具体优化技巧时，博主会尽量阐述原理和依据，让读者知其然也知其所以然。要完全读懂这篇文章，要求读者有一定的计算机语言/图形学/游戏引擎基础。希望读者看完后能将自己的游戏性能优化到一定的高度，使得游戏的效果和效率在高/中/低端设备都能符合或超出产品的预期。

以Unity为图例，可举一反三用到其他商业或自研引擎中。

1.1 性能优化的重要性

想必玩过游戏的人会经常感叹：游戏怎么那么卡？手机怎么那么烫？耗电怎么那么快?

其实这些问题都归结于性能问题，性能优化对游戏的重要性不言而喻。

对新游戏项目，中前期可能一直在赶需求赶效果，忽略了性能优化的工作，到中后期性能瓶颈必然会凸显。如果前期做到有效组织资源，制定美术规范，完善开发流程和工具链，后期优化起来会顺手很多，少走很多弯路。

1.2 优化Tips

很多年前，就听到一位图形界的大神说过：优化无止境，优化的最高境界是不渲染。

以前不能完全明白他的话，觉得有点夸张，做过几个游戏项目的性能优化工作之后，深有体会，这么多年过去，言犹在耳，应验了真香定律！

优化的本质就是不渲染或少渲染或用更省的方法渲染。

1.2.1 分清主次

优化性能首先要找出性能瓶颈，对性能影响最大的地方先优化，接着对次影响的进行优化，以此类推。如果能遵守这条规则，优化效果和花费时间的曲线关系大致如下图：

即前期的优化效果会非常明显，但随着时间的推移，花的时间越来越多，优化的效果反而逐渐放缓。这告诉我们：

　　1. 首先找出性能瓶颈，优化效果最明显；

　　2. 优化无止境，后期优化效果和时间比降低，要适可而止。

1.2.2 善用分析工具

工欲善其事必先利其器。善用分析工具可以快速定位出性能瓶颈，达到事半功倍的效果。性能分析工具请参看：1.3 辅助工具

1.2.3 平衡好性能和效果

每个游戏偏重点不一样，有些游戏偏重效果而不太讲究性能，有些游戏偏重效率而牺牲效果，有些游戏两者需兼顾。

从博主的经验而言，大多数游戏开发者或者玩家，更偏重性能。举个例子，大多数人在玩吃鸡游戏时，为了帧率稳定和耗电慢一点，将所有的画质参数开至最低。

若为性能故，效果皆可抛。

1.2.4 定制优化参考指标

每个项目在优化前，需要定制一个具体的指标参数，比如高中低端机跑在什么设备上，要达到什么样的帧数等等。游戏Z定的参考指标如下表：

此标准是2017年上半年定的，现在可以酌情放宽参数。定好标准后，就以此为依据进行优化，参数指标达到后即可认为优化任务完成。

1.2.5 做好效果等级管理

建议将等级管理逻辑抽象成单独的模块，增加QualityManager的角色，负责统筹管理和实现等级相关的逻辑。其它模块要只要调用这模块的接口，可以轻易实现差异化逻辑。此外，QualityManager可以收集游戏关键参数：fps/网络Ping值/流量，对外提供查询接口。

1.2.6 具体情况具体分析

每个游戏项目的具体情况不一样，不可生搬硬套本文涉及的参数和方法，否正可能适得其反，花费了时间，性能没能很好地提上去。

1.3 辅助工具

目前市面上分析工具很多，特性和适用的平台都不同，下面就简单介绍常用的工具，具体使用方法另行搜索。

1.3.1 引擎分析工具

• Unity Profiler

Unity Profiler可以查看CPU/GPU/内存/音频/物理/网络等模块的具体消耗参数，是Unity游戏必备的性能分析工具。

• Unreal

Unreal 3及之前的版本要先用命令行生成profiler文件，再通过UnrealFrontend加载生成的文件查看消耗数。Unreal 4提供了类似Unity的Profiler的窗口，更加便捷。更多参看：Unreal Profiler Tool Reference

1.3.2 IDE分析工具

• Visual Studio性能探查器

VS只可运行在windows平台，可对当前项目/指定的exe/运行的进程进行CPU和GPU性能采样并查看具体的消耗指标。

• XCode Instruments

XCode只可运行在Mac OS，可调试Mac OS和iOS的APP的CPU/GPU/内存等性能参数。

• Android Studio Profiler

Android Studio可运行在Windows和Mac OS，但只可分析Android的APP，参数包括CPU/内存/网络等。

1.3.3 GPU厂商工具

几乎每个GPU大厂都提供了调试自家产品的GPU分析工具。它们与引擎和IDE的工具最大的不同点是：可以查看每次Draw Call的渲染状态/引用的资源/绘制的画面，以及其它独特参数。

• Tegra Graphics Debugger(NV)

工具本身可运行在各个主流系统，也可以分析OpenGL和Vulkan，但只支持NV旗下的Tegra K1和X1系列GPU。

• Mali Graphics Debugger(Arm)

类似于Tegra Graphics Debugger， 但全面支持OpenGL的各种版本，还支持Vulkan和OpenCL的调试。

• PVRTrace（Imagination Technology）

　只可调试使用Imagination Technology公司GPU的App。

• Adreno Profiler（高通）

只可调试使用高通旗下GPU的App。

• PerfHud(NV)

只支持PC程序，非常强大的GPU调试工具，但无法调试移动设备，需要依赖模拟器。

• PerfHud ES(NV)

PerfHud移动版，支持移动设备调试， 需要下载整个CodeWorks for Android开发包。

1.3.4 其它第三方工具

• PIX(MS)

只运行在windows平台，只支持DirectX的分析。

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