Производительность Unity3D: подводные камни / Алексей Чубарь (BIT.GAMES)

Производительность
Unity3D:
подводные камни
Алексей Чубарь, BIT.GAMES

Unity3D
Рендеринг
Анимации
Звук
Физика
Редактор
Оптимизация
…

Unity3D
9 FPS
ШМЯК, БРЯК
И В ПРОДАКШН

Unity3D
PC & Console games Mobile games
Architectural visualizations
Medical simulations
Military simulations
CAD
Research
Interactive presentations
…
Education
Media & movies
Art installations

Суровый мир мобильных игр

• Высокая конкуренция

• Специфика аудитории

• Специфика аудитории
• Специфика программно-аппаратной платформы

Что там внутри?
• Какой-то странный процессор
• ARM, x86, MIPS… 32 и 64 bit.

• Какой-то странный процессор
• ARM, x86, MIPS… 32 и 64 bit.
≠

• Какая-то батарейка

• Какой-то графический ускоритель
≠

• Какая-то оперативная память
• Её всегда мало

Зоопарк устройств

240 MB
ought to be enough for anyone – Gill Bates

• Падение FPS.
• Чёрные квадраты вместо текстур.
• «Тихое» завершение приложения без отчёта об ошибке.
>240 MB

Главный совет
“Make optimization a design consideration, not a final step”
- Unity Docs

Главный совет
“Make optimization a design consideration, not a final step”
- Unity Docs
Постоянно спрашивай себя: “А не ерунду ли я сейчас делаю?”
- Примерный перевод

Из-за чего всё тормозит?

• Код

• Код • Ресурсы

Импорт ресурсов: звук

16 bit * 44100 Hz * 2 channels = 176.4 KB/s

• Сжатие MP3 на iOS
• Сжатие Vorbis на Android
• Force Mono
• Низкий битрейт (насколько возможно)
≠

Импорт ресурсов: анимации

• Сложные анимации занимают много памяти. KISS.

• Анимация большого числа объектов нагружает ЦП.

• Можно уменьшить количество объектов.

• Можно уменьшить количество объектов.
• Можно упростить объекты.
?!

Импорт ресурсов: 3D-модели
• Отключите Read/Write.
• Много полигонов = много памяти.
• Optimize Mesh Data.

Импорт ресурсов: 3D-модели
Точно ли это всё понадобится?

Импорт ресурсов: текстуры
• Сжатие обязательно
Android: ETC iOS: PVRTC

RGB ETC 4 bit,
1024х1024: 512KB
RGBA 32 bit,
1024х1024: 4MB
Alpha ETC 4 bit,
512x512: 128KB
-84%

RGB ETC 4 bit,
1024х1024: 512KB
RGBA 32 bit,
1024х512: 2MB
Alpha ETC 4 bit,
512x512: 128KB
-69%

• Не включайте Read/Write.
• Отключите mipmaps, если возможно.
• Не используйте огромные текстуры.
• 2048x2048 или 1024x1024 для UI
• 512x512 или меньше для текстур моделей
*Допустимо, если есть запас производительности GPU
-50%
-33%*

Fillrate & overdraw
OK
Overdrawn

Борьба с overdraw
High-res
background parts
Lower-res
RenderTexture
High-DPI Device

High-res
background parts
Lower-res
RenderTexture
High-DPI Device
Можно переиспользовать,
если камера не движется

Нагрузка на GPU ниже,
когда камера статична

Код и runtime
C# code
JS code
UnityScript
code
CIL
CIL
CIL
Assembly.dll
Sources Script compiler Mono runtime
JIT
AOT

Код и runtime
• Сборка мусора работает плохо.
• Heap удваивается при достижении лимита. И не уменьшается никогда.
• Производительность игры со временем снижается.

Код и runtime: Garbage collection
ReferenceType
class Entry {
uint id;
long phone;
string name;
}
Thread stack (FAST)
var e1 = new Entry();
var e2 = e1;
Managed heap (SLOW)
ref1
Entry
id: 1337
phone: 88005553535
name: ref2
String
value: “Ayy Lmao”
ref3

Код и runtime: Garbage collection
ValueType
struct Entry {
uint id;
long phone;
string name;
}
Thread stack (FAST)
var e2 = e1;
Managed heap (SLOW)
Entry
id: 1337
phone: 88005553535
name: ref1
String
value: “Ayy Lmao”
Entry (сopy)
id: 740
phone: 88005553535
name: ref2e2.id = 740;

Код и runtime: аллокации
• ValueType вместо ReferenceType, где уместно.

• Меньше временных объектов, аллоцируй однажды и переиспользуй.

Refactor
public static class Modifiers
{
public List<Modifier> GetAll()
{
var tmp = new List<Modifier>();
FillStuff(tmp);
return tmp;
}
}
public static class Modifiers
{
public void GetAll(List<Modifier> to_fill)
{
to_fill.Clear();
FillStuff(to_fill);
}
}
public void Update()
{
List<Modifier> modifiers = Modifiers.GetAll();
DisplayModifiers(modifiers);
}
List<Modifier> = new List<Modifier>(CAPACITY);
public void Update()
{
Modifiers.GetAll(modifiers);
DisplayModifiers(modifiers);
}

• Меньше временных объектов, аллоцируй однажды и переиспользуй.
• «Гибридные» контейнеры.

struct HList<T> : IList<T>
гибридный контейнер
T val0;
T val1;
T val2;
T val3;
List<T> fallback; T TT ...
myHList.Add(newVal);
Count >
Capacity?
True,
alloc fallback once
False,
no allocs

Код и runtime: неявные аллокации
• Regex;

• Regex;
• “Excessive” + “ strings “ + “concat”;

• Regex;
• Closures & anon methods;
public void LoginWithID(int id)
{
if(IsLoggedIn())
return;
LoginWithDelegate(
delegate() { ProcessNewID(id); }
);
}
Вы ещё здесь…
… а эти объекты
уже созданы в heap.
“id” используется в closure,
копия создаётся в heap.

• Regex;
• LINQ;

• Regex;
• LINQ;
• foreach;

• Regex;
• LINQ;
• foreach;
• using;

• Regex;
• LINQ;
• foreach;
• using;
• Array.IndexOf и т.п.;
• …

Код и runtime: boxing
struct Entry : IPrintable
Thread stack
Entry
Managed heapvoid MyPrint(IPrintable p)
Object (boxed Entry)
IPrintable toPrint = e1;
MyPrint(toPrint); IPrintable ref1
Неявная аллокация

Код и runtime: аллокации Unity API
SkinnedMeshRenderer smr = ...;
for(int i = 0; i < smr.bones.Length; i++)
{
//... Do stuff
}
var bones = smr.bones;
for(int i = 0; i < bones.Length; i++)
{
//... Do stuff
}

for(int i = 0; i < smr.bones.Length; i++)
{
//... Do stuff
}
var bones = smr.bones;
for(int i = 0; i < bones.Length; i++)
{
//... Do stuff
}
Аллоцирует массив “bones”
bones.Length раз
Аллоцирует массив “bones”
1 раз

• Если Unity API возвращает массив, будет создана новая копия.

• Каждый раз.

• Даже если значение не изменилось.

• Даже если это выглядит как безобидный getter.

• Даже если это выглядит как безобидный getter.
• «Безобидный getter» может скрывать внутри тяжёлые вычисления.
public string name {
get {
return BadWordsFilter.ReplaceAll(data.name.Unescape());
}
}

Код и runtime: прочее
• No inlining.
• Вызов метода С# = вызов в машинном коде.
• Property accessors = вызов метода.
• Это сказывается на скорости интенсивных вычислений.
• Do inlining yourself.

• К свойствам некоторых компонентов можно обращаться по
имени (Animator, Shader, Material).
• Внутри имя каждый раз преобразовывается в хэш.
• Вычисли хэш однажды и переиспользуй.
material.SetColor(“_Color”, Color.white);
animator.SetTrigger(“attack”);
static readonly int HASH_MAT_COLOR = Shader.PropertyToID(“_Color”);
static readonly int HASH_ANIM_ATTACK = Animator.StringToHash(“attack”);
material.SetColor(HASH_MAT_COLOR, Color.white);
animator.SetTrigger(HASH_ANIM_ATTACK);

• Reflection is slow.
• Text parsing is slow.
• Text parsers based on Reflection are super slow.

Профайлинг
• Встроенный профайлер Unity.

• Встроенный профайлер Unity.
• XCode Instruments.

Скорость
итераций
Сложность
интерпретации
Точность
Поддержка
ОС
Unity
(редактор)
Очень
высокая
Низкая Низкая -
Unity
(устройство)
Низкая Низкая Средняя Любая
XCode
Instruments
Низкая Средняя
Очень
высокая
Только iOS

140.1 MB
Unity

Профайлинг: Unity врёт
140.1 MB
262.0 MB
Unity
XCode

Summary
• Специфика мобильных платформ должна учитываться на всех этапах
разработки.

Summary
• Экономить RAM не менее важно, чем ресурс CPU и GPU.

Summary
• Разумный компромисс «Качество vs. Память» для ассетов, сжатие.

Summary
• Избегай overdraw.

Summary
• Избегай аллокаций и boxing’а.

Summary
• Помни особенности Unity Mono Runtime. («heap never shrinks»)

Summary
• Помни особенности Unity API. («no inlining», «arrays always allocated»)

Summary
• Помни особенности Unity API. («no inlining», «arrays always allocated»)
• Профайлить надо. Часто. Через Instruments.

Спасибо за внимание

Производительность Unity3D: подводные камни / Алексей Чубарь (BIT.GAMES)

More Related Content

Производительность Unity3D: подводные камни / Алексей Чубарь (BIT.GAMES)