Chapter 4 资源优化

本章主要讲以下几种资源的优化方案

• 音频文件
• 贴图文件
• 网格和动画
• AssetBundles 和 Resources

1. 音频

1.1 音频导入设置

1.2 加载音频设置

• Preload Audio

  • 决定是否在场景初始化的时候自动加载

• Data Load In Background

  • 是否在加载时阻塞主线程（即同步加载还是异步加载）。
  • 此情况下，如果没有使用 AudioClip.LoadAudioData() 提前加载，可能导致播放延迟、不同步的情况。

• Load Type

  • 决定加载什么样的数据进入内存，和一次拉取多少数据。

  • Decompress On Load：

    • 加载时解压并加入内存，牺牲加载时间，但播放时工作量很小。
    • 这种模式一般在场景加载时加载音频，避免运行时出现卡顿。
    • 适合大多数情况。

  • Compressed In Memory：

    • 加载时直接拷贝文件进内存，不解压，只有播放时才解压。
    • 节省加载时间和内存消耗，播放时 CPU 压力加大。
    • 最适合频繁使用的大型音频文件，或者内存出现瓶颈的情况。

  • Streaming：

    • 运行时加载、解码、播放。
    • 内存占用最小，CPU 消耗最大。
    • 适用于单一、不更换、持续性的播放，例如背景音乐和环境音效。

1.3 压缩格式和质量

格式	无损	大小	质量	用途
PCM	YES	大	好	极短且要求高音质的音效
ADPCM	NO	非常小	差	大量短促音效可用，例如爆炸、冲击等
Compressed	NO	小/普通	平台差异	CPU 消耗高于前两种，大多数情况都可以用，可自定义质量

1.4 音频性能增强

• 最小化活动音源数量

  • 使用音频池方式管理最大同时播放的音频数量。

• 为 3D 声音启用强制单声道

  • 在立体声音文件上启用 Force to Mono，可降低 50% 空间。

• 重新采样到低频

  • 需要测试效果，在可容忍的音质下选择低频采样。

• 通过混音器应用过滤效果以减少重复

  • 将多个音频混音后，使用滤镜效果（Filter Effect）播放，这样可以节省磁盘空间。
  • 但是每个滤镜都会消耗一定的 CPU 和内存，大量使用会造成严重的性能后果。
  • 最好的办法是利用 Unity 的音频混音器，生成通用的滤镜效果模板，以最小化内存开销。官方教程：https://learn.unity.com/tutorial/audio-mixing#

• 考虑所有压缩格式

  • 不要只使用默认格式。根据目标平台、音频类型和音质要求，测试不同压缩格式的效果。

• 谨慎使用 Streaming

  • Streaming 虽然内存占用最小，但会引入额外的 CPU 开销和磁盘 I/O。在移动设备上要谨慎使用，避免在关键时刻产生卡顿。

• 负责任地使用远程内容流

  • 从网络流式加载音频可以减少包体大小，但会引入延迟和带宽消耗。确保有合适的加载策略和错误处理。

• 考虑用于背景音乐的音频模块（Audio Module）文件

  • Unity 支持的扩展名有：.it、.s3m、.xm 和 .mod，无损且内存占用小。

2. 图片纹理

2.1 纹理压缩格式

• 一般按平台和需求使用合理的压缩格式，这里给出一位朋友的具体压缩试验和策略推荐（安卓和 iOS）：http://www.u3d8.com/?p=2490
• 根据 2021 年国内的调查数据，不支持 ASTC 格式的机器只有 2% 了，所以完全可以考虑移动平台双端使用 ASTC 格式。数据来源：知乎

2.2 纹理性能增强

2.2.1 减小纹理文件大小

例如手机分辨率为 1080p，就尽量少用 2048×2048 的贴图。

2.2.2 谨慎使用 Mip Map

• 注意 Generate Mip Maps 选项默认是开启的，开启后打包的纹理会比原本大 33%。
• 在纹理离摄像机距离基本固定的情况下，尽量关闭 Mip Maps。

2.2.3 从外部管理分辨率的降低

• Unity 允许直接使用 .PSD 和 .TIFF 文件。使用这些文件时 Unity 会自动生成引擎可使用的图片文件并压缩，这确实方便了美术人员，因为只需维护一个副本。
• 但是 Unity 毕竟不是专业图形软件，在生成过程中有可能产生失真。

2.2.4 调整 Anisotropic Filtering 级别（各向异性过滤）

• 这个消耗较大，谨慎使用。

2.2.5 考虑使用图集

• 使用图集可以有效降低 2D 和 UI 产生的 Draw Call，同时也可以用在一些动态合批的对象上。
• 骨骼动画（SkinnedMeshRenderer）的多个角色的纹理合在一个图集中是不能降低 Draw Call 的。
• 如果 Draw Call 不是性能瓶颈，使用图集反而会增加磁盘和内存占用，对性能不友好。

2.2.6 调整非方形纹理的压缩率

• 尽量使用正方形且为 2 的 n 次幂分辨率的纹理图片。
• 这种格式对 GPU 友好，采样效率高。

2.2.7 Sparse Textures

• Unity 提供处理超大图片的一种方式：将超大图片分割后再加载，只有摄像机看到的部分贴图进入内存。
• 这个移动端基本不使用，有兴趣的同学可以自行研究。

2.2.8 程序化材质

• 也称 Substances。
• 在初始化期间，通过自定义数学公式混合小型高质量纹理样本来生成纹理，以额外内存和 CPU 为代价，大量减少纹理带来的磁盘占用。
• 想要优化移动端包体大小的开发者可以考虑使用。
• 官方插件下载和文档

2.2.9 异步纹理上传（Asynchronous Texture Uploading）

• 这个功能 Unity 默认开启。
• 可以让纹理数据异步上传到 GPU 中，节省主线程中大量的 CPU 时间。
• 但是如果纹理开启了 Read/Write Enable，此功能无效，改为同步上传。
• 使用 Resources.Load() 和 LoadImage(byte[]) 加载的纹理无法使用此功能。

3. 网格和动画文件

3.1 减少多边形数量

• 减少多边形数量是获得性能提升最明显的方式，应该始终考虑。
• 由于 SkinnedMeshRenderer 无法使用批处理，减少其多边形数量尤为重要。
• 3D 建模/动画工具通常提供自动网格优化功能，可以估计整体形状并剥离多边形。

3.2 调整网格压缩

• 网格有 4 种压缩格式：Off、Low、Medium、High，直接影响网格数据的精度（顶点位置、法线、颜色等）。

• Player / Other Settings 中的两个导入设置：

  • Vertex Compression：可以选择想优化的数据类型，但这是个全局设置，并不好用。
  • Optimize Mesh Data：把模型使用的材质球所不需要的数据在 Unity 构建时忽略掉。（如果材质球在运行中更换了，可能出现不期望的情况）
  • 开启这两个属性可以减少磁盘占用，但会有额外的解压数据时间。

3.3 恰当使用 Read-Write Enable

• 开启时，内存消耗会增加，因为 Unity 会保存原始副本在内存中，关闭则不会。
• 如果网格经常在运行时以非等比缩放出现，开启是明智的。因为关闭后，每次都要重新加载网格进入内存，然后复制副本，再丢弃原始网格数据。

3.4 考虑烘培动画

• 简单、顶点数少的蒙皮动画可以烘培后再使用，一般由动画软件执行烘培过程。
• 这样可以节省空间和 CPU。

3.5 合并网格

• 一些零碎的物体，且没有相对运动，可以合并后再使用，以减少 Draw Call 和顶点数。
• Asset Store 中有不少此类插件。

4. Asset Bundles 和 Resources

• Resources 文件夹方便快速原型开发，但所有资源都会打包进最终构建，增加包体大小和加载时间。应尽量避免在生产环境中大量使用。
• AssetBundles 允许将资源分离打包，按需下载和加载，是管理大型项目资源的首选方案。
• 使用 AssetBundles 可以减少初始包体大小、支持热更新、按需加载资源。
• 需要注意 AssetBundle 的依赖管理、版本控制和内存释放，避免重复加载和内存泄漏。
• 更多内容可以参考 Unity 官方教程：Assets, Resources and AssetBundles。