Unity3D 性能杀手Overdraw详解

前言

Unity3D是一款强大的游戏开发引擎，但在使用过程中，我们需要注意一些可能会影响游戏性能的因素。其中之一就是Overdraw（过度绘制），它可以成为性能杀手。本文将详细解释Overdraw的概念、原因以及如何通过代码实现来减少Overdraw对游戏性能的影响。

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Overdraw是指在渲染过程中，同一像素被多次绘制的现象。当游戏中有大量的透明物体叠加在一起时，Overdraw就会发生。这是因为在渲染管线中，像素的颜色计算是基于背后像素的颜色计算的。当多个透明物体重叠在一起时，每个像素都需要计算多次，导致性能下降。

造成Overdraw的原因有很多，其中之一是使用了过多的透明材质。透明材质在渲染过程中需要额外的计算资源，因此使用过多的透明材质会增加Overdraw的发生概率。另一个原因是过度使用粒子系统。粒子系统在渲染过程中会产生大量的透明像素，因此过度使用粒子系统也会增加Overdraw的发生。

为了减少Overdraw对游戏性能的影响，我们可以采取一些优化措施。首先，我们可以合并多个透明物体为一个物体。通过将多个透明物体合并为一个物体，可以减少Overdraw的发生。其次，我们可以使用不透明的材质替代透明材质。不透明材质不需要额外的计算资源，因此可以减少Overdraw的发生。此外，我们还可以通过减少粒子系统的使用来减少Overdraw的发生。

下面我们将通过代码实现来说明如何减少Overdraw的影响。假设我们有一个场景，其中有多个透明物体叠加在一起。我们可以通过以下代码来合并这些透明物体为一个物体：

// 创建一个空物体来存放合并后的物体
GameObject mergedObject = new GameObject("MergedObject");

// 获取场景中所有透明物体的渲染器组件
Renderer[] renderers = FindObjectsOfType<Renderer>();

// 创建一个新的网格来存放合并后的顶点和三角形数据
Mesh mergedMesh = new Mesh();

// 遍历所有透明物体的渲染器组件
foreach (Renderer renderer in renderers)
{
    // 如果物体是透明的
    if (renderer.material.shader.name.Contains("Transparent"))
    {
        // 将物体的网格数据合并到新的网格中
        mergedMesh.CombineMeshes(new[] { renderer.GetComponent<MeshFilter>().sharedMesh });
        
        // 禁用物体的渲染器组件
        renderer.enabled = false;
    }
}

// 将新的网格赋给合并后的物体
mergedObject.AddComponent<MeshFilter>().sharedMesh = mergedMesh;
mergedObject.AddComponent<MeshRenderer>();

// 将合并后的物体放置在场景中原来透明物体的位置
mergedObject.transform.position = renderers[0].transform.position;

// 将所有透明物体的父物体设置为合并后的物体
foreach (Renderer renderer in renderers)
{
    if (renderer.material.shader.name.Contains("Transparent"))
    {
        renderer.transform.SetParent(mergedObject.transform);
    }
}

通过以上代码，我们将多个透明物体合并为一个物体，从而减少了Overdraw的发生。同时，我们还禁用了原来透明物体的渲染器组件，以避免它们对性能的影响。

除了合并透明物体，我们还可以使用不透明材质来替代透明材质。以下是一个简单的示例代码，用于将透明材质替换为不透明材质：

// 获取场景中所有透明物体的渲染器组件
Renderer[] renderers = FindObjectsOfType<Renderer>();

// 遍历所有透明物体的渲染器组件
foreach (Renderer renderer in renderers)
{
    // 如果物体是透明的
    if (renderer.material.shader.name.Contains("Transparent"))
    {
        // 将物体的材质替换为不透明材质
        renderer.material.shader = Shader.Find("Standard");
    }
}

通过以上代码，我们将所有透明物体的材质替换为不透明材质，从而减少了Overdraw的发生。

总结起来，Overdraw是Unity3D中的一个性能杀手，会降低游戏的帧率。为了减少Overdraw对游戏性能的影响，我们可以通过合并透明物体、使用不透明材质以及减少粒子系统的使用来优化游戏性能。通过以上代码实现的示例，我们可以有效地减少Overdraw的发生，提升游戏的性能。

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