Unity内存优化——资源方向

  • 前言
  • 资源内存占用
  • 纹理
  • 纹理尺寸
  • Mipmap功能
  • Read & Write
  • 网格
  • Normal、Color和Tangent
  • 引擎模块自身占用
  • WebStream和SerializedFile
  • 托管堆内存占用
  • Mesh Baker
  • 总结


前言

资源内存占用

一款游戏项目的资源主要可分为如下几种：纹理（Texture）、网格（Mesh）、动画片段（AnimationClip）、音频片段（AudioClip）、材质（Material）、着色器（Shader）、字体资源（Font）以及文本资源（Text Asset）等等。其中，纹理、网格、动画片段和音频片段则是最容易造成较大内存开销的资源。

纹理

纹理资源可以说是几乎所有游戏项目中占据最大内存开销的资源。一个6万面片的场景，网格资源最大才不过10MB，但一个2048x2048的纹理，可能直接就达到16MB。因此，项目中纹理资源的使用是否得当会极大地影响项目的内存占用。

  • 色阶问题
    由于ETC、PVRTC等格式均为有损压缩，因此，当纹理色差范围跨度较大时，均不可避免地造成不同程度的“阶梯”状的色阶问题。因此，很多研发团队使用RGBA32/ARGB32格式来实现更好的效果。但是，这种做法将造成很大的内存占用。比如，同样一张1024x1024的纹理，如果不开启Mipmap，并且为PVRTC格式，则其内存占用为512KB，而如果转换为RGBA32位，则很可能占用达到4MB。所以，研发团队在使用RGBA32或ARGB32格式的纹理时，一定要慎重考虑，更为明智的选择是尽量减少纹理的色差范围，使其尽可能使用硬件支持的压缩格式进行储存。
  • ETC1 不支持透明通道问题
    在Android平台上，对于使用OpenGL ES 2.0的设备，其纹理格式仅能支持ETC1格式，该格式有个较为严重的问题，即不支持Alpha透明通道，使得透明贴图无法直接通过ETC1格式来进行储存。对此，我们建议研发团队将透明贴图尽可能分拆成两张，即一张RGB24位纹理记录原始纹理的颜色部分和一张Alpha8纹理记录原始纹理的透明通道部分。然后，将这两张贴图分别转化为ETC1格式的纹理，并通过特定的Shader来进行渲染，从而来达到支持透明贴图的效果。该种方法不仅可以极大程度上逼近RGBA透明贴图的渲染效果，同时还可以降低纹理的内存占用，是我们非常推荐的使用方式。
  • 当然，目前已经有越来越多的设备支持了OpenGL ES 3.0，这样Android平台上你可以进一步使用ETC2甚至ASTC，这些纹理格式均为支持透明通道且压缩比更为理想的纹理格式。如果你的游戏适合人群为中高端设备用户，那么不妨直接使用这两种格式来作为纹理的主要存储格式。

纹理尺寸

一般来说，纹理尺寸越大，则内存占用越大。所以，尽可能降低纹理尺寸，如果512x512的纹理对于显示效果已经够用，那么就不要使用1024x1024的纹理，因为后者的内存占用是前者的四倍。

Mipmap功能

Mipmap旨在有效降低渲染带宽的压力，提升游戏的渲染效率。但是，开启Mipmap会将纹理内存提升1.33倍。对于具有较大纵深感的3D游戏来说，3D场景模型和角色我们一般是建议开启Mipmap功能的，但是UI纹理其实就没有必要的，绝大多数UI均是渲染在屏幕最上层，开启Mipmap并不会提升渲染效率，反倒会增加无谓的内存占用。

Read & Write

一般情况下，纹理资源的“Read & Write”功能在Unity引擎中是默认关闭的。但是，我们仍然在项目深度优化时发现了不少项目的纹理资源会开启该选项。对此，我们建议研发团队密切关注纹理资源中该选项的使用，因为开启该选项将会使纹理内存增大一倍。

网格

Normal、Color和Tangent

更为麻烦的是，如果项目对Mesh进行Draw Call Batching操作的话，那么将很有可能进一步增大总体内存的占用。比如，100个Mesh进行拼合，其中99个Mesh均没有Color、Tangent等属性，剩下一个则包含有Color、Normal和Tangent属性，那么Mesh拼合后，CombinedMesh中将为每个Mesh来添加上此三个顶点属性，进而造成很大的内存开销。

引擎模块自身占用

WebStream和SerializedFile

  • 原因： 其绝大部分的内存分配则是由AssetBundle加载资源所致。简单言之，当您使用new WWW或CreateFromMemory来加载AssetBundle时，Unity引擎会加载原始数据到内存中并对其进行解压。
    而WebStream的大小则是AssetBundle原始文件大小 + 解压后的数据大小 + DecompressionBuffer(0.5MB)。
    同时，由于Unity 5.3版本之前的AssetBundle文件为LZMA压缩，其压缩比类似于Zip（20%-25%）,所以对于一个1MB的原始AssetBundle文件，其加载后WebStream的大小则可能是5~6MB，因此，当项目中存在通过new WWW加载多个AssetBundle文件，且AssetBundle又无法及时释放时，WebStream的内存可能会很大。
  • 解决办法：
    是否存在AssetBundle没有被清理干净的情况。开发团队可以通过Unity Profiler直接查看其使用具体的使用情况，并确定Take Sample时AssetBundle的存在是否合理；
    对于占用WebStream较大的AssetBundle文件（如UI Atlas相关的AssetBundle文件等），建议使用LoadFromCacheOrDownLoad或CreateFromFile来进行替换，即将解压后的AssetBundle数据存储于本地Cache中进行使用。这种做法非常适合于内存特别吃紧的项目，即通过本地的磁盘空间来换取内存空间。

托管堆内存占用

对于目前绝大多数基于Unity引擎开发的项目而言，其托管堆内存是由Mono分配和管理的。“托管” 的本意是Mono可以自动地改变堆的大小来适应你所需要的内存，并且适时地调用垃圾回收（Garbage Collection）操作来释放已经不需要的内存，从而降低开发人员在代码内存管理方面的门槛。
但是这并不意味着研发团队可以在代码中肆无忌惮地开辟托管堆内存，因为目前Unity所使用的Mono版本存在一个很严重的问题，即：Mono的堆内存一旦分配，就不会返还给系统。这意味着Mono的堆内存是只升不降的。
举个例子，项目运行时，在场景A中开辟了60MB的托管堆内存，而到下一场景B时，只需要使用20MB的托管堆内存，那么Mono中将会存在40MB空闲的堆内存，且不会返还给系统。这是我们非常不愿意看到的现象，因为对于游戏（特别是移动游戏）来说，内存的占用可谓是寸土寸金的，让Mono毫无必要地锁住大量的内存，是一件非常浪费的事情

Mesh Baker

1、非同样的静态模型才需要合并 同样模型（复制的）不用合并
2、UV无重复的模型可用Mesh Baker合并 重复的Mesh Baker会出错 有需要可以在制作软件里合并
3、使用同样材质模型可以合并 使用不同材质的模型不能合并
4、合并模型贴图大小必须为2的N次幂 需选择合适大小以免浪费空间或效果不理想 不要通过贴图设置另外更改大小# 层次细节（LOD）
它是根据物体在游戏画面中所占视图的百分比来调用不同复杂度的模型的。简单而言，就是当一个物体距离摄像机比较远的时候使用低模，当物体距离摄像机比较近的时候使用高模。这是一种优化游戏渲染效率的常用方法，缺点是占用大量内存。使用这个技术，一般是在解决运行时流畅度的问题，采用的是空间换时间的方式。

总结

1.纹理，尽量使用平台支持的纹理格式，将透明贴图尽可能分拆成两张，即一张RGB24位纹理记录原始纹理的颜色部分和一张Alpha8纹理记录原始纹理的透明通道部分。
2.将暂时不用的以后还需要使用的物体隐藏起来而不是直接Destroy掉，优化CG问题；
3.释放AssetBundle占用的资源；
4.降低模型的片面数，降低模型的骨骼数量，降低贴图的大小；
5.使用光照贴图，使用多层次细节(LOD)，使用着色器(Shader)，使用预设(Prefab)。
6.关注网格是否含有Normal、Color和Tangent，不需要的则删除
7.WebStream占用较多，使用LoadFromCacheOrDownLoad或CreateFromFile来进行替换
8.使用Mesh Baker合并网格
9.Lod虽然可以提升渲染的效果但是需要消耗更多的内存，增加大量的资源