怎么使用Unity的SRP Batcher提高渲染效率？

在現代游戲開發中，渲染效率至關重要。Unity的SRP Batcher是一個強大的工具，可以顯著提高渲染效率，尤其是在使用Unity的可編程渲染管線（SRP）時。本文將深入探討SRP Batcher的工作原理，以及如何有效地利用它來優化游戲性能。

SRP Batcher的核心思想是通過減少CPU和GPU之間的Draw Call數量來優化渲染過程。傳統的渲染流程中，每個物體都需要單獨發送一個Draw Call，包含網格數據、材質屬性等信息。當場景中存在大量相似的物體（例如，使用相同材質的不同模型），每個Draw Call都需要進行重復的狀態設置，導致大量的CPU開銷。SRP Batcher通過將多個Draw Call合并成一個更大的Batch，極大地減少了CPU開銷，從而提升渲染性能。

SRP Batcher之所以能夠實現這種優化，關鍵在于它對材質和Shader的特殊處理。它要求參與Batching的物體必須使用兼容的材質和Shader，這意味著這些材質的屬性必須以某種方式存儲在統一的數據結構中，以便一次性發送給GPU。SRP Batcher使用兩種主要的技術來實現這一點：

1. **共享Shader Variants：** SRP Batcher要求所有參與Batching的物體使用相同的Shader Variants。Shader Variants是指在編譯Shader時，根據不同的關鍵字（keywords）和Pass Type生成的不同版本的Shader。確保所有物體使用相同的Shader Variants，可以避免在不同Draw Call之間切換Shader Variant，從而減少GPU狀態切換的開銷。

2. **使用MaterialPropertyBlock：** 雖然所有物體需要共享相同的Shader Variants，但它們通常需要具有不同的材質屬性，例如顏色、紋理偏移等。為了支持這種情況，SRP Batcher使用了`MaterialPropertyBlock`。`MaterialPropertyBlock`允許在每個物體上覆蓋一部分材質屬性，而無需創建新的材質實例。這些屬性值會存儲在一個單獨的緩沖區中，并在Draw Call時與Shader一起發送給GPU。

那么，如何才能充分利用SRP Batcher的優勢呢？以下是一些關鍵策略：

**1. 優化材質和Shader：**

* **盡可能使用相同的材質：** 這是提高SRP Batcher效率的最直接方法。對于使用相同視覺效果但具有不同顏色的物體，可以使用`MaterialPropertyBlock`來改變顏色，而不是為每個物體創建新的材質實例。

* **簡化Shader：** 復雜的Shader通常包含大量的計算和紋理采樣，這會降低渲染性能。盡量簡化Shader，移除不必要的計算，并優化紋理采樣方式。

* **使用Shader Keywords進行材質變體：** 如果需要根據不同的配置來調整材質效果，可以使用Shader Keywords來創建Shader Variants。確保盡可能減少Shader Variants的數量，避免過度編譯Shader，并影響渲染性能。使用Shader Graph的開關節點也可以實現類似的效果，并且更易于管理。

* **避免使用動態Batching：** 動態Batching主要針對小型網格，但它有自身的局限性，并且與SRP Batcher不兼容。盡量避免使用動態Batching，轉而使用SRP Batcher或靜態Batching。

**2. 使用`MaterialPropertyBlock`：**

* **動態修改材質屬性：** 當需要動態修改材質屬性時，使用`MaterialPropertyBlock`可以避免創建新的材質實例，從而保持Batching的有效性。例如，可以使用`MaterialPropertyBlock`來改變物體的顏色、紋理偏移或法線貼圖。

* **在代碼中設置屬性：** 通過`Renderer.GetPropertyBlock()`和`Renderer.SetPropertyBlock()`方法，可以在代碼中獲取和設置`MaterialPropertyBlock`。這使得可以靈活地控制每個物體的材質屬性，而無需修改原始材質。

**3. 靜態Batching：**

* **對于靜態物體使用靜態Batching：** 如果場景中存在大量的靜態物體（例如，建筑物、地形），可以使用靜態Batching將它們合并成一個更大的網格。靜態Batching可以進一步減少Draw Call數量，并提高渲染效率。注意，靜態Batching只能應用于靜態物體，并且會增加內存占用。

**4. 減少Shader Variants：**

* **控制Keyword數量：** 避免使用過多的Shader Keywords，因為每個Keyword都會生成一個Shader Variant。盡量將相關的Keyword組合在一起，或者使用其他的技術來替代Keyword，例如紋理查找或顏色混合。

* **使用Shader Stripping：** Unity提供了Shader Stripping功能，可以移除未使用的Shader Variants，減少Shader編譯時間和運行時內存占用。可以通過`GraphicsSettings.shaderStrippingLevel`屬性來控制Shader Stripping的級別。

**5. SRP Batcher的局限性：**

* **不支持不同類型的光照模式：** 如果場景中使用了多種光照模式（例如，Vertex Lit和Forward Rendering），那么只有使用相同光照模式的物體才能進行Batching。

* **不支持某些類型的Shader：** 某些復雜的Shader（例如，包含大量計算或紋理采樣的Shader）可能無法進行Batching。在這種情況下，需要對Shader進行優化，或者使用其他的技術來提高渲染效率。

* **需要額外的內存：** 雖然SRP Batcher可以減少CPU開銷，但它需要額外的內存來存儲材質屬性和Shader Variants。在內存受限的平臺上，需要權衡性能和內存占用。

總而言之，SRP Batcher是提高Unity游戲渲染效率的強大工具。通過優化材質和Shader，使用`MaterialPropertyBlock`，進行靜態Batching，并減少Shader Variants，可以最大限度地利用SRP Batcher的優勢，從而提升游戲性能。了解SRP Batcher的局限性，并根據實際情況選擇合適的優化策略，才能取得最佳的渲染效果。

總結

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