了解DrawCall

一、什么是DrawCall

DrawCall的含义就是CPU调用图像编程接口，以命令GPU进行渲染的操作。

CPU和GPU通过使用一个命令缓冲区实现并行工作。命令缓冲区包含一个命令队列，CPU向其中添加命令，GPU从中读取命令，添加和读取是相互独立的，因此使得CPU和GPU可以独立工作。命令缓冲区中的命令有很多种类，DrawCall就是其中一种。

二、为什么DrawCall多了会影响帧率

DrawCall中真正造成性能问题的元凶是CPU。

在每次调用DrawCall之前，CPU需要向GPU发送很多内容，包括数据、状态和命令等。在这一阶段，CPU需要完成很多工作，例如检查渲染状态等。而一旦CPU完成了这些准备工作，GPU就可以开始本次渲染。GPU的渲染能力很强，渲染速度往往快于CPU提交命令的速度。如果DrawCall的数量太多，CPU就会把大量时间花费在提交DrawCall上，造成CPU的过载。

三、DrawCall优化

优化有一下几个解决方案：

1、使用Draw Call Batching，也就是批处理。Unity在运行时可以将一些物体进行合并，从而用一个DrawCall来渲染他们。具体下面会介绍。

2、通过把纹理打包成图集来尽量减少材质的使用。

3、尽量少的使用反光，阴影之类的，因为那会使物体多次渲染。

Draw Call Batching技术

Unity内置了Draw Call Batching技术，它的主要目标就是在一次DrawCall中批量处理对个物体。只要物体的变换和材质相同，GPU就可以按完全相同的方式进行处理，即可以把它们放在一个Draw Call中。

Draw Call Batching技术存在缺陷，当它需要把一个Batch中的所有物体组合到一起，相当于创建了一个与这些物体加起来一样大的物体。这就需要分配相应大小的内存，也需要消耗CPU时间。特别是对于移动的物体，每一帧都得重新进行组合。但对于静止不动的物体，只需要进行一次组合。

Unity提供了Dynamic Batching和Static Batching两种方式。

Dynamic Batching

Dynamic Batching是完全自动进行的，不需要也无法进行任何干预。

动态批处理的约束：

1、批处理动态物体需要在每个顶点上进行一定的开销，所以动态批处理仅支持小于900顶点的网格物体。

2、如果着色器使用顶点位置，法线和UV值三种属性，那么只能批处理300顶点以下的物体；如果着色器需要使用顶点位置，法线，UV0，UV1和切向量，那么只能批处理180顶点以下的物体。

3、不要使用缩放，分别拥有缩放大小（1,1,1）和（2,2,2）的两个物体将不会进行批处理。

4、统一缩放的物体不会和非统一缩放的物体进行批处理。

5、使用缩放尺度（1,1,1）和（1,2,1）的两个物体将不会进行批处理，但是使用缩放尺度（1,2,1）和（1,3,1）的两个物体将可以进行批处理。

6、使用不同材质的实例化物体将会导致批处理失败。

7、拥有lightmap的物体含有额外（隐藏）的材质属性，比如：lightmap的偏移和缩放系数等。所以，拥有lightmap的物体将不会进行批处理（除非他们指向lightmap的同一部分）。

8、多通道的shader会妨碍批处理操作。比如，几乎unity中所有的着色器在前向渲染中都支持多个光源，并为它们有效地开辟多个通道。

9、预设体的实例会自动地使用相同的网格模型和材质。

Static Batching

Static Batching需要把静止的物体标记为Static，然后无论大小，都会组成Batch。

如何对动态加载的静态物体进行静态合批操作：
    GameObject go = (GameObject)Instantiate(...);
    go.isStatic = true;//将实例化的物体设置为静态
    go.transform.parent = root.transform;
    gosList.Add(go);
    gos = gosList.ToArray(); 
    StaticBatchingUtility.Combine(gos, root);静态合并

高效利用Draw Call Batching

1. 首先是尽量减少场景中使用的材质数量，即尽量共享材质，对于仅纹理不同的材质可以把纹理组合到一张更大的纹理中。

2. 然后是把不会移动的物体标记为Static。此外还可以通过CombineChildren脚本（StandardAssets/Scripts/UnityScripts/

CombineChildren）手动把物体组合在一起，但这个脚本会影响可见性测试，因为组合在一起的物体始终会被看作一个物体，从而会增加GPU要处理的几何体数量，因此要小心使用。

3. 对于复杂的静态场景，还可以考虑自行设计遮挡剔除算法，减少可见的物体数量同时也可以减少Draw Call。

NVIDIA 在 GDC 曾提出，25K batchs/sec 会吃满 1GHz 的 CPU，100的使用率。所以他们推出了一条公式，来预估游戏中大概可以 Run 多少个 Batch：
     
    举个例子：如果你的目标是游戏跑30FPS、使用2GHz的CPU、20%的工作量拨给Draw Call来使用，那你每帧可以有多少Draw Call呢？
333 Batchs/Frame = 25K * 2 * (0.2/30)

参考资料：https://blog.csdn.net/zhongdong00/article/details/80590396