Unity 后处理（Post-Processing）性能优化：Bloom & AO

Unity 后处理（Post-Processing）性能优化：Bloom & AO

后处理效果（Post-Processing） 是 Unity 中增强视觉效果的重要技术，但它们可能会显著影响性能，特别是在移动端、XR（Quest/Pico/HoloLens）或高帧率游戏（VR/射击游戏）中。
本指南将介绍 Bloom（泛光） 和 AO（环境光遮蔽） 的性能瓶颈，并提供 如何定位消耗点 & 优化策略。

1. 后处理（Post-Processing）性能影响

📌 后处理的主要性能消耗点：

• 额外的 GPU 渲染 Pass（多次渲染屏幕）
• 高分辨率 Buffers（影响显存 & 带宽）
• 过多的 Shader 计算（Bloom, AO, SSR, DOF）
• Overdraw（GPU 过度绘制）

📌 常见的性能瓶颈：

• 移动端 & XR 设备（Quest/Pico）：带宽 & Foveated Rendering 影响
• GPU 计算密集型应用（RTGI, 高级 AO）
• 大量 Overdraw（透明物体 + Bloom）

2. 定位后处理性能瓶颈

🛠 工具：

• Unity Profiler（分析 CPU & GPU 消耗）
• Frame Debugger（检查渲染次数）
• RenderDoc / PIX（分析 GPU 帧时间）

2.1 使用 Unity Profiler 监测后处理

1. 打开 Profiler（Window > Analysis > Profiler）
2. 选择 GPU Profiler
3. 查找后处理相关的耗时（ms）
   • PostProcessLayer.Render → 后处理总耗时
   • BloomPass.Render → 泛光
   • AOPass.Render → 环境光遮蔽

✔ 示例：Profiler 中 Bloom & AO 过高

PostProcessLayer.Render  →  8.5ms ❌（目标 < 2ms）
  ├─ BloomPass.Render    →  4.2ms ❌
  ├─ AOPass.Render       →  3.1ms ❌

📌 优化目标：

• Bloom 限制至 2ms 内
• AO 限制至 1.5ms 内
• 总后处理耗时 < 5ms（60FPS） / < 3ms（VR 90Hz）

2.2 使用 Frame Debugger 检查后处理 Pass

1. 打开 Frame Debugger（Window > Analysis > Frame Debugger）
2. 点击 Enable
3. 逐步检查 "Post Processing" 阶段
   • Bloom/AO 生成了多少个 Pass？
   • 是否有不必要的后处理？
   • 是否重复渲染相同的效果？

✔ 示例：Bloom 产生 6 次 Pass

1. Bloom Threshold Pass (提取亮部)
2. Bloom Downsample Pass (缩小分辨率)
3. Bloom Upsample Pass (模糊混合)
4. Bloom Composite Pass (与原图合并)
5. AO Generation Pass (计算 SSAO)
6. AO Apply Pass (应用 AO)

📌 优化点：

• 减少 Bloom Pass 数量
• 降低 AO 计算精度
• 移除不必要的后处理

3. Bloom（泛光）优化

3.1 性能瓶颈

• 高分辨率 Bloom 计算量大
• Overdraw（透明物体 + Bloom）
• 多 Pass 计算 & 过高的 Threshold

3.2 优化策略

✅ 降低 Bloom 质量

var bloom = profile.GetSetting<Bloom>();
bloom.fastMode.value = true;  // 启用快速模式
bloom.downscale.value = 2;    // 降低分辨率

✅ 减少 Bloom Pass 数量

• 默认 Bloom 需要 6 个 Pass，可以减少 Downsample Pass 数量：
  • 使用 2 层模糊（downsample 2x） 而不是 4 层
  • 仅在亮度 > 0.9 的区域启用 Bloom

✅ 优化透明物体

• 避免 UI、透明物体影响 Bloom
• 使用 Shader 进行 Bloom Mask

half4 frag(v2f i) : SV_Target
{
    half4 color = tex2D(_MainTex, i.uv);
    if (color.a < 0.5) discard; // 透明像素不参与 Bloom
    return color;
}

✅ 使用 Mobile/VR 友好型 Bloom

• URP Bloom 适用于移动端
• Quest/Pico：使用 Foveated Rendering 限制 Bloom 计算区域

4. AO（环境光遮蔽）优化

4.1 性能瓶颈

• SSAO（屏幕空间环境光遮蔽）计算复杂
• 高分辨率 AO 影响 GPU 带宽
• 高采样率（32 Samples 以上）影响性能

4.2 优化策略

✅ 降低 AO 质量

var ao = profile.GetSetting<AmbientOcclusion>();
ao.intensity.value = 0.5f;   // 降低 AO 强度
ao.sampleCount.value = 4;    // 降低采样数
ao.downsample.value = true;  // 低分辨率 AO

✅ 启用 Temporal AO（时间滤波）

• 减少 AO 采样数 & 使用时间滤波
• 减少噪点（Noise） & 提高稳定性

✅ 使用 HBAO 代替 SSAO

• HBAO（Horizon-Based AO）比 SSAO 更高效
• URP 支持 HBAO，适用于移动端

var hbao = profile.GetSetting<HBAO>();
hbao.quality.value = HBAO.Quality.Low; // 低质量模式

✅ 使用 Precomputed AO（预计算 AO）

• 大型场景：烘焙 AO（Lightmap）
• 动态物体：结合 SSAO + Lightmap

5. 总结

6. 终极优化策略

🚀 后处理优化的最佳实践

1. 使用 Profiler 定位后处理消耗（PostProcessLayer.Render）
2. 减少不必要的 Pass（Frame Debugger）
3. 降低 Bloom & AO 质量，适配平台
4. 使用 Shader 限制 Bloom 影响范围
5. 移动端 & XR：使用 Foveated Rendering 限制后处理区域
6. 优先使用 URP / HBAO 进行高效后处理

🎯 目标：Bloom < 2ms，AO < 1.5ms，总后处理 < 5ms
📌 适用于 PC / 移动端 / VR（Quest/Pico/HoloLens）优化！