4.10 Shader优化
- 避免使用耗时的数学运算。如pow、exp、log、sin、cos、tan等等。
- 使用更低精度的浮点数。OpenGL ES的浮点数有三种精度：highp（32位浮点）, mediump（16位浮点）, lowp（8位浮点），很多计算不需要高精度，可以改成低精度浮点。
precision mediump float; // Defines precision for float and float-derived (vector/matrix) types.
uniform lowp sampler2D sampler; // Texture2D() result is lowp.
varying lowp vec4 color;
varying vec2 texCoord; // Uses default mediump precision.
- 禁用discard操作。原因见4.2.2。
- 避免重复计算。
precision mediump float;
float a = 0.9;
float b = 0.6;
varying vec4 vColor;
void main()
{
gl_FragColor = vColor * a * b; // a * b每个像素都会计算，导致冗余的消耗。
}
- 向量延迟计算。
highp float f0, f1;
highp vec4 v0, v1;
v0 = (v1 * f0) * f1; // v1和f0计算后返回一个向量，再和f1计算，多了一次向量计算。
// 改成：
v0 = v1 * (f0 * f1); // 先计算两个浮点数，这样只需跟向量计算一次。
- 充分利用向量分量掩码。
highp vec4 v0;
highp vec4 v1;
highp vec4 v2;
v2.xz = v0 * v1; // v2只用了xz分量，比v2 = v0 * v1的写法要快。
- 避免计算数组下标。在shader使用动态下标会导致较大的开销。
- 警惕动态纹理采样（Dynamic Texture Lookup，也叫Dependent Texture Read）。也就是说在shader中，纹理坐标做了更改，就是动态纹理采样（也称依赖式纹理读取）。在OpenGL ES 2.0的架构下，动态纹理采样会出现较大的性能问题；3.0则没有这问题。详细看这里。
varying vec2 vTexCoord;
uniform sampler2D textureSampler;
void main()
{
vec2 modifiedTexCoord = vec2(1.0 - vTexCoord.x, 1.0 - vTexCoord.y); // 纹理坐标改变了
gl_FragColor = texture2D(textureSampler, modifiedTexCoord); // 触发了Dynamic Texture Lookup/Dependent Texture Read。
}
- 避免临时变量。
- 避免使用for等循环语句。可以尝试展开。
- 尽量将Pixel Shader计算移到Vertex Shader。例如像素光改成顶点光。
- 将跟顶点或像素无关的计算移到CPU，然后通过uniform传进来。
- 分级策略。不同画质不同平台采用不同复杂度的算法。
4.11 UI优化
UI除了资源优化（2.2）之外，可以在渲染上做一些优化措施。
- 避免不同图集的控件交叉。交叉会增加draw calls，所以要避免。
- 动态区域和静态区域分离。即文字/道具等动态控件放在同一层，而其它静态的控件尽量放至同一层，可以提高合批的概率。
4.12 其它渲染优化
4.12.1 避免后处理
后处理是场景物体渲染完成后，对渲染纹理做逐像素处理，以便实现各种全屏效果，包含以下效果：
- 抗锯齿：Anti-aliasing (FXAA & TAA)
- 环境光散射：Ambient Occlusion
- 屏幕空间反射：Screen Space Reflection
- 雾：Fog
- 景深：Depth of Field
- 运动模糊：Motion Blur
- 人眼调节：Eye Adaptation
- 发光：Bloom
- 颜色校正：Color Grading
- 颜色查找表：User Lut
- 色差：Chromatic Aberration
- 颗粒：Grain
- 暗角：Vignette
- 噪点：Dithering
Unity的后处理栈：
虽然后处理可以渲染出非常多的很酷很真实的效果，但是消耗也不容小觑。特别是在移动端，由于移动设备硬件架构的特殊设计，会导致更为严重的性能问题，主要原因是：
- 更慢的依赖式纹理读取（slower dependent texture reads）。关于依赖式纹理读取的解释看这里。
- 缺少硬件特性（missing hardware features）。
- 额外的渲染纹理解析消耗（extra render target resolve costs）。
所以移动游戏要尽量避免使用后处理。
4.12.2 降分辨率
降分辨率是最粗暴最有效的提升渲染性能的方法。由于当前很多智能设备分辨率都是超高清，动辄2K以上，但CPU/GPU却跟不上，如果使用原始屏幕分辨率，就会出现严重的卡帧/掉帧现象。通常可以将屏幕分辨率降到一半，这样渲染纹理/深度Buffer/纹理等等数据都可以缩减到原来的1/4，极大降低了CPU/GPU/带宽各项指标的消耗。
