Unity小游戏 终极性能优化 海量粒子 飘字动画 子弹特效 性能翻倍 微信小游戏万人同屏

万人同屏插件获取&体验Demo下载

万人同屏插件是一款通用的Unity性能优化插件，是实现千人同屏、万人同屏的必备插件，直击性能消耗痛点功能，将2D Spine和3D动画渲染性能十倍至百倍提升，Jobs多线程移动避让和索敌算法，以及兼容全平台的高性能渲染器。新手友好、简单易用，无ECS技术门槛，传统开发方式，同样适用于旧项目低成本性能优化。

万人同屏插件兼容Unity全平台，包括WebGL(2.0)，微信/抖音小游戏等平台同样大幅性能翻倍

Unity万人同屏集成方案Pro 支持微信小游戏https://efunstudio.cn/

性能/功能/红蓝对抗测试Demo Web在线体验https://assets.efunstudio.cn/

网页版在线测试性能：

▷幸存者Demo

▷性能测试Demo

正文

前言

        前面的博文中我们分享了如何实现一套通用的Unity项目性能优化插件，并在PC和移动平台使帧数提升数十倍。由于DOTS的Entities Graphics是通过BatchRendererGroup(简称BRG)接口封装实现，而WebGL暂不支持GraphicsBuffer、Compute Shader，因此BRG当前不兼容WebGL平台，也就导致了DOTS目前不支持Web平台，不能用于开发微信小游戏。本文将分享如何支持Web平台高性能合批渲染，以及如何对海量粒子特效、飘字动画、子弹弹幕等游戏特效性能优化。

WebGL高性能渲染

        如何解决DOTS不兼容Web平台的痛点呢？虽然Web平台不支持多线程和Burst，但Jobs代码仍然能以单个工作线程正常工作，Entities系统也能正常运作。也就意味着我们只需要解决Entities Graphics不支持Web平台的渲染问题即可。

        那我们就有两种解决方案，一是使用WebGL平台支持的图形接口替代，如Graphics.RenderMeshInstanced。二是参考团结引擎实现GPU Resident Drawer兼容Web平台的方法，针对小游戏不支持SSBO和Compute Shader的限制，使用Texture存储Renderer数据。这里我们免费分享方法一的实现，给大家介绍如何使用Graphics.RenderMeshInstanced接口自定义WebGLGraphicsSystem无感知接管Entities Graphics System，从而实现Web平台的GPU Instancing高性能合批渲染。

        在Unity万人同屏插件里我们已经使用Entities Graphics API高度封装了ECSGraphics渲染器，为了保持接口无感知兼容Web平台，只需定义一个WebGLGraphicsSystem的Job System代码，仅在WebGL时强制停用Entities Graphics System，启动我们自定义的WebGLGraphicsSystem。

#if UNITY_WEBGL// && !UNITY_EDITOR
        var graphicsSystem = ECSWorld.GetExistingSystemManaged<PresentationSystemGroup>();
        ECSWorld.GetExistingSystemManaged<SimulationSystemGroup>().RemoveSystemFromUpdateList(graphicsSystem);
        var entitiesGraphicsSystem = ECSWorld.GetExistingSystemManaged<EntitiesGraphicsSystem>();
        ECSWorld.GetExistingSystemManaged<SimulationSystemGroup>().RemoveSystemFromUpdateList(entitiesGraphicsSystem);
        var webglRenderSystem = ECSWorld.GetExistingSystemManaged<WebGLGraphicsSystem>();
        if (webglRenderSystem == null)
        {
            webglRenderSystem = ECSWorld.CreateSystemManaged<WebGLGraphicsSystem>();
            ECSWorld.GetExistingSystemManaged<SimulationSystemGroup>().AddSystemToUpdateList(webglRenderSystem);
        }
#endif

首先RenderMeshInstanced(RenderParams rparams, Mesh mesh, int submeshIndex, NativeArray<T> instanceData,  int instanceCount = -1, int startInstance = 0)我们可以了解到WebGL下合批渲染所需的数据，其中instanceData就是我们需要传递给GPU的渲染数据。

根据不同Mesh和Material拆分渲染批次，通过MaterialPropertyBlock为每个渲染物设置不同的材质参数值。

var matBlock = new MaterialPropertyBlock();
m_BatchesRenderParams.Add(batchKey, new RenderParams(ECSGraphicsComponent.Instance.GetMaterialFromInfo(batchKey.x))
{
    shadowCastingMode = UnityEngine.Rendering.ShadowCastingMode.On,
    receiveShadows = false,
    lightProbeUsage = UnityEngine.Rendering.LightProbeUsage.Off,
    matProps = matBlock
});

通过遍历Entities组织矩阵数据（RenderMeshInstanced接口所需渲染数据参数）

m_Query = this.GetEntityQuery(ComponentType.ReadOnly<LocalToWorld>(), ComponentType.ReadOnly<MaterialMeshInfo>());
m_BatchesMatrices = new NativeHashMap<int2, NativeList<Matrix4x4>>(16, Allocator.Persistent);

尽管WebGL平台不支持Jobs多线程，使用IJobsEntity遍历仍比直接Query遍历性能高。由于已知是单线程执行，因此这里也就不必考虑Native容器的并行风险。

    unsafe partial struct RenderDataJob : IJobEntity
    {
        [NativeDisableContainerSafetyRestriction][WriteOnly] public NativeHashMap<int2, NativeList<Matrix4x4>> BatchesMatrices;

#if ENABLE_COLOR
        [NativeDisableContainerSafetyRestriction][WriteOnly] public NativeHashMap<int2, NativeList<float4>> BatchesColors;
        [ReadOnly] public NativeHashMap<int2, float4> DefaultColors;
#endif

        void Execute([EntityIndexInChunk] int index, ECSNodeAspect node)
        {
            float4x4 matrix = node.Transform.ValueRO.Value;
            var meshInfo = node.MeshInfo.ValueRO;
            int2 batchKey = new int2(meshInfo.Material, meshInfo.Mesh);

            BatchesMatrices[batchKey].Add(matrix);
#if ENABLE_COLOR
            BatchesColors[batchKey].Add(node.Color.IsValid ? node.Color.ValueRO.Value : DefaultColors[batchKey]);
#endif
        }

当然，我们还必须支持视锥裁剪，以节省开销。

检测Entity包围盒是否在相机视口

Unity.Rendering.FrustumPlanes.IntersectResult Intersect(NativeArray<Plane> cullingPlanes, AABB a)
{
    float3 m = a.Center;
    float3 extent = a.Extents;

    var inCount = 0;
    int length = cullingPlanes.Length;
    for (int i = 0; i < length; i++)
    {
        float3 normal = cullingPlanes[i].normal;
        float dist = math.dot(normal, m) + cullingPlanes[i].distance;
        float radius = math.dot(extent, math.abs(normal));
        if (dist + radius <= 0)
            return Unity.Rendering.FrustumPlanes.IntersectResult.Out;

        if (dist > radius)
        {
            inCount++;
        }
    }

    return (inCount == length) ? Unity.Rendering.FrustumPlanes.IntersectResult.In : Unity.Rendering.FrustumPlanes.IntersectResult.Partial;
}

若在视口外侧跳过将此Entity的矩阵数据添加进渲染列表

Unity.Rendering.FrustumPlanes.IntersectResult intersectResult = Intersect(cullingPlanes, aabb);
if (intersectResult == Unity.Rendering.FrustumPlanes.IntersectResult.Out) return;

海量飘字动画特效优化

使用Shader实现，通过二阶贝塞尔曲线得到飘字的运动轨迹，对顶点偏移Vertex Offset来实现动画效果。

t * (1f - t) * pA + Mathf.Pow(t, 2) * pB;

Shader中绘制动态数字参考之前分享的教程。百万血条图文HUD优化：https://www.bilibili.com/video/BV1oqjPzhEs7/

海量子弹优化

通过对顶点偏移确定子弹移动距离，通过UV偏移对子弹贴图采样绘制得到子弹移动效果，为避免不同视角下子弹面片穿帮，还需要实现绕Z轴旋转的Billboard。

海量粒子特效优化

两种简单的方式，一是shader 帧动画+Billboard，足以应对2D粒子。二是使用Animation记录关键帧替代ParticleSystem，然后直接使用GPU动画插件转换为GPU动画。

以下是ASE中帧动画实现方法：