• UGUI优化干货总结


    转自

    http://www.taidous.com/thread-55060-1-1.html

    一、UGUI简介

    UGUI是Unity官方推出的UI系统,集成了所见即所得的UI解决方案, 其功能丰富并且使用简单,同时其源代码也是开放的,下载地址:https://bitbucket.org/Unity-Technologies/ui/src

    相比于NGUI,UGUI有以下几个优点:

    • 所见即所得的编辑方式,在Scene窗口中即可编辑。

    • 智能的Sprite packer可以将图片按tag自动生成图集而无需人工维护,生成的图集合并方式比较合理,无冗余资源。

    • 渲染顺序与GameObject的Hierarchy顺序相关,靠近根节点显示在底层,而靠近叶子节点显示在顶层;这样的渲染方式使得调整UI的层级比较方便和直观。

    • RectTranForm及锚点系统更适合于2D平面布局,并且非常方便多分辨率屏幕自适配。

     

    二、UI制作规范和指导方法


    本文是关于UGUI优化的,或许你会觉得UI的制作规范及指导方法与优化无关,其实很多性能问题往往是资源的不合理使用造成的,比如使用了尺寸过大的图片、引用了过多的图集以及加载了不必要的资源等。

    如果从设计和制作UI一开始就遵守特定的规范,则可以规避不必要的性能开销。笔者根据参与的多个项目总结了以下几点通用的规范和指导方法(这些规范适用于所有项目,不管你使用UGUI还是NGUI)。

      • 合理的分配图集,合理的分配图集可以降低drawcall和资源加载速度;具体细节如下:

        • 同一个UI界面的图片尽可能放到一个图集中,这样可以尽可能的降低drawcall。

        • 共用的图片放到一个或几共享的图集中,例如通用的弹框和按钮等;相同功能的图片放到一个图集中, 例如装备图标和英雄头像等;这样可以降低切换界面的加载速度。

        • 不同格式的图片分别放到不同的图集中,例如透明(带Alpha)和不透明(不带Alpha)的图片,这样可以减少图片的存储空间和占用内存。(UGUI的sprite packer会自动处理这种情况)

    • resources目录中应该只保存prefab文件,其它非prefab文件(例如动画,贴图,材质等)应放到resource目录之外;因为随着项目的迭代,可能会导致部分资源(动画,贴图)等失效,如果这些文件放在resource目录下,在打包时,unity会将resource目录下文本全部打成一个大的AssetBundle包(非resouce目录下的文件只有在引用到时才会被打到包里),从而出现冗余,增加不必要的存储空间和内存占用。可以通过以下代码(Mac环境下)在控制台窗口中查看当前目录下所有非prefab资源的代码:

    find . -type f | egrep -v "(prefab|prefab.meta|meta)$"

    • 关卡内的UI资源不要与外围系统UI资源混用;在关卡内,需要加载大量的角色及场景资源,内存比较吃紧,一般在进入关卡时,都会手动释放外围系统的资源,以便使关卡内有更多的内存可以使用。如果战斗内的UI与外围系统的UI使用相同图集里的图片,则有可能会使得外围系统的图片资源释放不成功。对于关卡内与外围共用的UI资源需要特殊处理,一般来说复制一份出来专门给关卡内使用是比较好的选择。

    • 适当的降低图片的尺寸,有时UI系统的背景可能会使用全屏大小的图片,比如在Iphone上使用1136*640大小的图片;使用这样尺寸的图片代价是很昂贵的,可以和美术同学商量适当的降低图片的精度,使用更低尺寸的图片。

    • 在Android设备上使用etc格式的图片,目前,几乎所有android设备都支持etc1格式的图片,etc1的好处是第个像素点只战用0.5个字节而普通rgba32的图片每个像素点占4个字节,也就说一张1024*1024图片如果使用rgba32的格式所占用的内存为4M而etc1格式所占用的内存仅为0.5M。但是使用etc1格式的图片有两个限制——长和宽必须是POT的(2的N次方)并且不支持alpha通道,因此使用etc1时需要额外的一张图来存储alpha通道,并且使用特殊的shader来对alpha采样。具体的细节可参考http://malideveloper.arm.com/resources/sample-code/etcv1-texture-compression-and-alpha-channels/

    • 删除不必要的UI节点、动画组件及资源;随着项目的迭代,可能有部分ui节点及动画已经失效,对于失效的节点及动画一定要删除,在很多项目中,有部分同学为了方便省事,只是将失效的节点及动画disable了。这样做虽然在运行时不会对cpu造成太多负担,但是在加载时会增加不必要的加载时间以及内存占用。对于废弃的UI图片资源,虽然未放到Resource目录最终不会打到包里,但是在Editor模式下仍然会打到图集中从而影响优化决策。笔者写了一个扫描未使用到UI贴图资源的工具,代码地址:https://github.com/neoliang/FindUnUsedUITexture;另外,对于废弃的脚本,可能还会有某些对象持有对它的引用,而加载这样的对象也比较耗时,笔者也写了一个扫描废弃脚本的工具,代码地址https://github.com/neoliang/MissingScriptFinder

     

    三、CPU优化

    一般来说,优化cpu性能应该先用profiler定位到性能热点,找到消耗最高的函数,然后再想办法降低它的消耗。经过笔者多次使用profiler对UGUI的分析来看,其CPU性能开销高主要原因之一是Canvs对UI网格的重建,有很多情况会触发Canvas对网格的重建,例如Image,Text等UI元素的Enable及UI元素的长、宽或Color属性的变化等。

    Canvas中UI Mesh顶点较多的话,则该项将会出现较高的CPU开销。在Unity的Profiler中则对应的是Canvas.SendWillRenderCanvases或Canvas.BuildBatch占用过多的时间。

    Canvas.BuildBatch主要功能是合并Canvas节点下所有UI元素的网格,合并后的网格会缓存起来,只有其下面的UI元素的网格发生改变时才会重新合并。而UI元素的网络变化主要是因为Canvas.SendWillRenderCanvases调用时,rebuild了Layout或者craphic。

    1. 该过程由CanvasUpdateRegistry监听Canvas的WillRenderCanvases而执行,主要是对前标记为dirty的layout和craphic执行rebuild。引起layout和graphic的dirty主要原因是因为Canvas树形结构下的UI元素发生了变化(例如增加删除UI对象,UI元素的顶点,rec尺寸改变等)调用了Graphic.SetDirty(实际上最终都会调用CanvasUpdateRegistry.RegisterCanvasElementForLayoutRebuild)。

    2. 在rebuild layout之前会对Layout rebuild queue中的元素依据它们在heiarchy中的层次深度进行排序,排列的结果是越靠近根的节点越会被优先处理。

    3. rebuild layout,主要是执行ILayoutElement和ILayoutController接口中的方法来计算位置,Rect的大小等布局信息。

    4. rebulid graphic,主要是调用UpdateGeometry重建网格的顶点数据以及调用UpdateMeterial更新CanvasRender的材质信息。

    基于以上UGUI的网格更新原理,我们可以做以下优化:

    1. 使用尽可能少的UI元素;在制作UI时,一定要仔细查检UI层级,删除不不必要的UI元素,这样可以减少深度排序的时间以及Rebuild的时间。

    2. 减少Rebuild的频率,将动态UI元素(频繁改变例如顶点、alpha、坐标和大小等的元素)与静态UI元素分离出来,放到特定的Canvas中。

    3. 谨慎使用UI元素的enable与disable,因为它们会触发耗时较高的rebuild,替代方案之一是enable和disableUI元素的canvasrender或者Canvas。

    4. 谨慎使用Text的Best Fit选项,虽然这个选项可以动态的调整字体大小以适应UI布局而不会超框,但其代价是很高的,Unity会为用到的该元素所用到的所有字号生成图元保存在atlas里,不但增加额外的生成时间,还会使得字体对应的atlas变大。

    5. 谨慎使用Canvas的Pixel Perfect选项,该选项会使得ui元素在发生位置变化时,造成layout Rebuild。(比如ScrollRect滚动时,如果开启了Canvas的pixel Perfect,会使得Canvas.SendWillRenderCanvas消耗较高)

    6. 使用缓存池来保存ScrollView中的Item,对于移出或移进View外的的元素,不要调用disable或enable,而是把它们放到缓存池里或从缓存池中取出复用。

    7. 除了rebuild过程之外,UGUI的touch处理消耗也可能会成为性能热点。因为UGUI在默认情况下会对所有可见的Graphic组件调用raycast。对于不需要接收touch事件的grahic,一定要禁用raycast。对于unity5以上的可以关闭graphic的Raycast Target而对于unity4.6,可以给不需要接收touch的UI元素加上canvasgroup组件。

     

    四、GPU优化


    一般来说,造成GPU性能瓶颈主要有两个原因:复杂的vertext或pixel shader计算以及overdraw造成过多的像素填充。在默认情况下UGUI中所有UI元素使用都使用UI/Defaut shader,因此在优化时可优先考虑解决Overdraw问题。

    Overdraw主要是因为大量UI元素的重叠引起的,查看overdraw比较简单,在scene窗口中选择overdraw模式,场景中越亮的地方表示overdraw越高。

    为了降低overdraw,可以做如下优化:

    • 禁用不可见的UI,比如当打开一个系统时如果完全挡住了另外一个系统,则可以将被遮挡住的系统禁用。

    • 不要使用空的Image,在Unity中,RayCast使用Graphi作为基本元素来检测touch,在笔者参与的项目中,很多同学使用空的image并将alpha设置为0来接收touch事件,这样会产生不必要的overdraw。通过如下类NoDrawingRayCast来接收事件可以避免不必要的overdraw。

    public class NoDrawingRayCast : Graphic 

    public override void SetMaterialDirty() 

    { } 

    public override void SetVerticesDirty() 

    { } 

    protected override void OnFillVBO(List vbo) { vbo.Clear(); 

    }}

     

    五、总结


    优化UGUI性能没有万能的方法,笔者这些经验总结也只能作为参考。优化性能往往是在各种选择之间做出平衡,比如drawcall与rebuild平衡、内存战胜与cpu消耗平衡以及UI图片精度与纹理大小的平衡等。每一次优化都有可能使得瓶颈出现在其它的环节上,要善于使用profiler,找到性能热点,对症下药。

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