Unity技术分享连载（64）|Shader Variant Collection|Material.SetPassFast

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Unity技术分享连载（64）|Shader Variant Collection|Material.SetPassFast

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资源管理

Q1：Unity 5 的 Shader Variant Collection 功能是否推荐使用？我有以下3个疑点：
1）使用 Shader 变体之后，Shader 是否还能走资源更新？抑或 Shader 不推荐走资源更新？
2）Shader 变体和 Shader Always Include 的主要区别是什么？二者对内存和帧率影响如何？
3）在 Unity 5 较早的版本中，Shader 变体功能似乎有一些Bug，现在是否可靠？

经过测试，在较新的版本中（如Unity 5.5.3），将ShaderVariantCollection与Shader打包在相同的AssetBundle中后，其中会包含该Shader在ShaderVariantCollection中指定的Variant。因此：

1）使用 ShaderVariantCollection后依然可以进行资源更新（通过更新AssetBundle，来更新Shader的实现或者ShaderVariantCollection中包含的Variant）。

2）ShaderVariantCollection与Always Included Shaders的区别主要在于打包时所包含的Variant。Always Included Shaders中的Shader，其所有的Variant都会被包含，好处是，理论上不会出现Variant丢失的情况；坏处是，会导致更大的发布包以及额外的内存占用，而影响最大的是手动进行Warmup时的耗时以及ShaderLab的内存占用。因此一般来说，对于Variant特别多的Shader（如Standard Shader），并不推荐放入Always Included Shaders中。

3）目前即使是较新的版本，其可靠性我们也并不能确保，依然建议在使用前进行一些测试来验证。

此问答来自于UWA 问答社区：
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性能优化

Q2：请问为什么我项目渲染中Material.SetPassFast的开销这么高？这个该如何优化？

Material.SetPassFast是Unity引擎在渲染过程中Material的轮循切换开销，一般在Unity5.0~Unity5.3版本中出现。它的开销主要分为两种：

1） Shader.CreateGPUProgram峰值开销
这种情况主要出现在Shader第一次渲染时。在Unity5.0以后，引擎为了避免Shader加载时过高的CPU峰值出现，已经将Shader.Parse和Shader.CreateGPUProgram两种操作分开执行，前者在Shader加载时，后者在Shader第一次渲染时。下图则为一款项目运行时渲染时的Shader.CreateGPUProgram开销。

 

2） 渲染状态切换开销
这种情况是几乎每一帧都发生的，有渲染的地方就会有Material的切换。从问题图中可以看出，在运行的16000帧中，Material.SetPassFast一共被调用137万次。这里可以认为几乎全部是渲染时Material的切换操作。因此，该项较高的主要原因还是材质切换操作过多所致。所以，建议研发团队在报告中的详细材质页面查看是否有过多“冗余”的材质出现，如有则尽可能降低材质的使用冗余度。

 

动画

Q3：Animator会把所有状态的AnimationClip加载到内存，有什么好的办法可以动态加载？

1）Animator Controller结构不需要改变，但动画需要变化。比如随着人物等级或技能升级，同种的攻击动作随着变化等。该种需求可以通过AnimatorOverrideController来进行完成，即按需加载新的AnimationClip，然后替换AnimatorOverrideController中相应的AnimationClip即可。目前，Unity的AnimatorOverriderController不仅可以进行单个替换，同时也可以ApplyOverrides成组替换；

2）Animator Controller结构需要改变，类似于Animation老版本动画的AddClip功能。这种需求需要替换AnimatorController，研发团队可以在动态加载AnimationClip的同时，动态加载相应的Animator Controller，然后进行替换即可。

以上方法研发团队可根据自身实际情况而定。

动画

Q4：为什么Transform.设置Parent会触发Animator的初始化吗？Parent是等于null的。

把 Parent 设为null，相当于把这个 GameObject 变为根节点。如果在设置之前这个 GameObject 本身是激活状态，但其的父节点是未激活状态，那么设置之后，相当于把这个GameObject 激活。而激活GameObject 时就会触发 Animator.Initialize 等操作了。

资源管理

Q5：美术做粒子的时候，粒子与粒子之间共用资源的情况很多，例如某几个粒子共用一个Material，某几个粒子共用一个贴图等，应该如何组织AssetBundle？要是对应到最细的那个程度，凡是共用过的资源都单独打一个AssetBundle，好像又会很琐碎，假如不那么做，粒子与粒子之间的AssetBundle又会有冗余。这方面有什么好的建议？

AssetBundle打包没有标准的方式，单就粒子系统而言，因为其个体本身比较小，并且在项目中经常大量出现，所以并不建议将粒子系统逐个打包，而是建议根据其出现频率进行打包，比如将同一段时间、同一出现场景等的粒子系统打包在一起。同时，由于粒子系统的Shader基本上都是Unity内置Shader，因此，尽可能将Shader进行依赖打包。我们在UWA Day 2017上对于这种情况进行了详细说明，其Shader在中低端移动设备上的加载开销较高，需要研发团队特别关注。

今天的分享就到这里。当然，生有涯而知无涯。在漫漫的开发周期中，您看到的这些问题也许都只是冰山一角，我们早已在UWA问答网站（answer.uwa4d.com）上准备了更多的技术话题等你一起来探索和分享。欢迎热爱进步的你加入，也许你的方法恰能解别人的燃眉之急；而他山之“石”，也能攻你之“玉”。

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作者：侑虎科技
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