Советы по оптимизации мобильных приложений для технических художников - Часть I

Как полигоны, так и вершины являются вычислительно затратными на мобильных платформах. Размещайте полигоны в областях, которые действительно способствуют визуальному качеству приложения, чтобы не тратить свой бюджет на обработку.

Из-за небольшого размера экрана на большинстве мобильных устройств и расположения 3D-объектов в вашем приложении многие мелкие детали треугольников на 3D-объекте могут быть невидимы. Это означает, что вам следует сосредоточиться на крупных формах и частях, которые способствуют силуэту объекта, а не на мелких деталях, которые могут быть не видны. Используйте текстуры и нормальные карты для тонких деталей.

Когда объекты удаляются на расстояние, Уровень детализации (LOD) может регулировать или переключать их на использование более простых сеток с более простыми материалами и шейдерами для улучшения производительности GPU.

Больше советов по подготовке LOD

• Удаляйте больше полигонов на плоских участках и не используйте плотные области треугольников на объектах с более низким LOD.
• LOD также может применяться к сложности шейдеров. Шейдер и материал могут быть оптимизированы для 3D объектов, которые находятся дальше. Например, вы можете уменьшить количество текстур, которые использует объект, по мере его удаления от камеры.
• Часто стоит уменьшить количество треугольников между каждым уровнем LOD на 50%.
• Проверьте, как выглядит LOD на разных расстояниях от камеры.
• Чистая топология необходима для персонажей и объектов, которые деформируются или анимируются.
• Не зацикливайтесь на идеальной топологии. Игрок или конечный пользователь не увидит каркас 3D модели, как только вы примените текстуру и материал.

Когда не использовать LOD

LOD не подходит для каждой ситуации. Например, избегайте его использования в приложении, где как вид камеры, так и объекты статичны, или где объект уже использует низкое количество полигонов. LOD имеет накладные расходы по памяти и больший размер файла, потому что данные сетки должны быть сохранены, чтобы их можно было использовать в реальном времени.

Вы можете объединить несколько сеток в одну, чтобы уменьшить количество вызовов отрисовки, необходимых для рендеринга. Чтобы применить эту технику, создайте пустой GameObject в иерархии и сделайте его родителем мешей, которые вы хотите объединить, затем прикрепите скрипт, реализующий метод Mesh.CombineMeshes(), к родительскому GameObject.

Используйте Occlusion Culling

Объекты, скрытые за другими объектами, все еще могут рендериться и потреблять ресурсы. Используйте Occlusion Culling, чтобы исключить их.

Хотя отсечение фрустрации вне поля зрения камеры происходит автоматически, отсечение окклюзий — это запеченный процесс. Просто отметьте ваши объекты как Static Occluders или Static Occludees, затем запеките через диалог Window > Rendering > Occlusion Culling . Хотя это не обязательно для каждой сцены, отсечение может улучшить производительность во многих случаях. Посмотрите учебник Работа с Occlusion Culling для получения дополнительной информации.

Вот несколько хороших советов, которые стоит учитывать при импорте ваших моделей.

• Тип анимации: При импорте FBX Mesh, который не содержит данных анимации, установите тип анимации в None на вкладке Rig в настройках импорта. Когда вы помещаете свой меш в иерархию, эта настройка гарантирует, что Unity не создаст неиспользуемый компонент Animator.
• Отключить риги и BlendShapes: Если вашему мешу не нужна скелетная анимация или анимация BlendShape, отключите эти опции, где это возможно.
• Отключить нормали и тангенты: Если вы абсолютно уверены, что материал меша не будет нуждаться в нормалях или тангентах, снимите отметку с этих опций для дополнительной экономии.
• Настройки импорта: Если ваша модель не изменяется во время выполнения, отключите опцию Read/Write Enabled на вкладке Model в настройках импорта, чтобы предотвратить создание копии в памяти.
• Статическая/Динамическая пакетировка: Статическая батчинг - это общая техника оптимизации, которая уменьшает количество вызовов отрисовки. Она идеальна для объектов, состоящих из большого количества вершин, которые не движутся, не вращаются и не масштабируются во время рендеринга. Проверьте статический режим в инспекторе, содержащем Mesh Renderer вашей целевой модели.

Текстуры могут быть разного размера. Снижение размера текстур, которые требуют меньшей детализации, поможет уменьшить пропускную способность. Например, диффузная текстура может быть установлена на 1024 x 1024, а связанная карта шероховатости/металличности может быть установлена на 512 x 512. Старайтесь избирательно уменьшать размер текстуры и всегда проверяйте, ухудшилось ли качество визуализации после этого.

Большинство программного обеспечения для текстурирования работает с текстурами и экспортирует их, используя цветовое пространство sRGB.

Мы рекомендуем использовать диффузные текстуры в цветовом пространстве sRGB. Текстуры, которые не обрабатываются как цвет, не должны находиться в цветовом пространстве sRGB. Примеры таких текстур включают металлические, шероховатые и нормальные карты, так как карты используются как данные, а не как цвет. Использование sRGB в этих картах приведет к неправильному визуальному отображению материала.

Примечание. Убедитесь, что настройка sRGB (цветная текстура) в окне инспектора не имеет отметок рядом с шероховатостью, спекулярными, нормальными картами или подобными элементами.

Элементы, такие как амбиентное затенение и небольшие спекулярные блики, могут быть запечены и затем добавлены к диффузной текстуре. Этот подход означает, что вам не нужно слишком полагаться на ресурсоемкие шейдеры и функции Unity для получения спекулярных бликов и амбиентного затенения.

Когда это возможно, используйте текстуры в градациях серого, которые позволяют окрашивание в шейдере. Это экономит память текстуры за счет создания пользовательского шейдера для выполнения окрашивания. Будьте избирательны с этой техникой, потому что не все объекты выглядят хорошо с использованием этого метода. Применять это легче к объекту, который имеет однородный цвет.

Фильтрация текстур часто улучшает качество текстур в сцене, но также может ухудшить производительность, так как достижение лучшего качества текстур часто требует больше обработки. Фильтрация текстур иногда может составлять до половины потребления энергии GPU. Выбор более простых и подходящих фильтров текстур может помочь снизить энергетические требования приложения.

• Ближайшая/Точечная фильтрация: Это самая простая и наименее вычислительно интенсивная форма фильтрации текстур, хотя при близком рассмотрении эта фильтрация может сделать текстуры квадратными.
• Билинейная фильтрация: Билинейная фильтрация выбирает и усредняет соседние тексели для окраски пикселей в текстуре. В отличие от ближайшей фильтрации, билинейная фильтрация приводит к менее квадратным пикселям, так как пиксели имеют плавный градиент. Побочным эффектом билинейной фильтрации является то, что текстуры будут выглядеть размытыми при близком просмотре.

Большая часть вашей памяти, вероятно, будет использоваться для текстур, поэтому настройки импорта здесь критически важны. В общем, старайтесь следовать этим рекомендациям при импорте ваших активов.

• Уменьшите максимальный размер: Используйте минимальные настройки, которые дают визуально приемлемые результаты. Это неразрушающее и может быстро уменьшить вашу память текстур.
• Используйте степени двойки (POT): Unity требует размеры текстур в степенях двойки для мобильных форматов сжатия текстур (PVRCT или ETC).
• Атлас ваших текстур: Размещение нескольких текстур в одной текстуре может уменьшить количество вызовов отрисовки и ускорить рендеринг. Используйте Unity Sprite Atlas или сторонний TexturePacker для создания атласа ваших текстур.
• Отключите опцию "Чтение/Запись включено": При включении эта опция создает копию как в памяти, доступной для ЦП, так и для ГП, удваивая объем памяти текстуры. В большинстве случаев оставляйте это отключенным. Если вы генерируете текстуры во время выполнения, обеспечьте это через Texture2D. Примените, передав makeNoLongerReadable установленный на true.
• Отключите ненужные мипмапы: Мипмапы не нужны для текстур, которые остаются постоянного размера на экране, таких как 2D спрайты и графика пользовательского интерфейса. Оставьте мипмапы включенными для 3D моделей с изменяющимся расстоянием от камеры.
• Используйте билинейную фильтрацию: Это поможет достичь баланса между производительностью и визуальным качеством.
• Используйте трилнейную фильтрацию выборочно: Это требует большей пропускной способности памяти, чем билинейная фильтрация.
• Используйте билинейную и 2x анизотропную фильтрацию: Выбирайте эти вместо трилнейной и 1x анизотропной, чтобы улучшить как внешний вид, так и производительность.
• Держите уровень анизотропии низким: Используйте уровень выше 2 только для критически важных игровых активов.

Используйте адаптивное масштабируемое сжатие текстур (ATSC) как для iOS, так и для Android. Подавляющее большинство игр в разработке, как правило, нацелены на минимальные устройства, поддерживающие сжатие ATSC. Единственные исключения:

• игры для iOS, нацеленные на устройства A7 или ниже (например, iPhone 5, 5S и т. д.): Используйте PVRTC
• игры для Android, нацеленные на устройства до 2016 года: Используйте сжатие текстур Ericsson (ETC2)

Упаковка каналов текстур помогает сэкономить память текстур, так как вы можете поместить три карты в одну текстуру. Это означает меньшее количество выборок текстур. Этот подход обычно используется для упаковки шероховатости, гладкости и/или металлического блеска в одну текстуру. Он также может быть применен к любой маске текстуры. Например, вы также можете хранить альфа-маску. Изображения с прозрачностями могут занимать больше памяти, так как требуют 32-битного формата, но, используя свободный канал для хранения альфа-маски, вы можете сохранить диффузную текстуру в 16-битном формате и эффективно уменьшить размер файла вдвое.

Используйте зеленый канал для хранения самой важной маски. Зеленый канал обычно имеет больше бит, так как наши глаза более чувствительны к зеленому и менее чувствительны к синему.

UV-карта проецирует 2D текстуры на поверхность 3D модели. UV-раскрытие — это процесс создания UV-карты.

• Лучшей практикой является сохранение UV-островов, отдельных единиц неразвернутой текстуры, как можно более прямыми, чтобы упростить упаковку UV-островов и уменьшить потери пространства. Прямой UV также помогает предотвратить эффект лестницы на текстурах.
• На мобильных платформах пространство текстур ограничено. Таким образом, размер текстуры обычно меньше, чем на консоли или ПК. Хорошая упаковка UV обеспечивает максимальное разрешение ваших текстур.
• Рассмотрите возможность слегка искаженного UV, сохраняя UV прямым для текстур лучшего качества.
• В некоторых случаях вам нужно будет преувеличить и выделить края и тени, чтобы улучшить читаемость формы. Поскольку мобильные платформы обычно используют меньшие текстуры, может быть трудно захватить все необходимые детали в этом небольшом пространстве.
• Для мобильных приложений используйте меньше текстур и объединяйте любые дополнительные детали в одну текстуру. Это важно, потому что некоторые детали лучше всего запекать на саму диффузную текстуру, чтобы убедиться, что эти детали видны на маленьких мобильных экранах.