Unity的DrawCall

图形引擎渲染画面的过程

Unity（或者说基本所有图形引擎）生成一帧画面的处理过程大致可以这样简化描述：

1. 可见性测试

1. 引擎首先经过简单的可见性测试，确定摄像机可以看到的物体

2. 准备好物体的数据

2. 然后把这些物体的顶点（包括本地位置、法线、UV等），索引（顶点如何组成三角形），变换（就是物体的位置、旋转、缩放、以及摄像机位置等），相关光源，纹理，渲染方式（由材质/Shader决定）等数据准备好

3. 通知图形API开始绘制

3. 然后通知图形API——或者就简单地看作是通知GPU——开始绘制，GPU基于这些数据，经过一系列运算，在屏幕上画出成千上万的三角形，最终构成一幅图像。

什么是Draw Call

在Unity中，每次引擎准备数据并通知GPU的过程称为一次Draw Call。

这一过程是逐个物体进行的，对于每个物体，不止GPU的渲染，引擎重新设置材质/Shader也是一项非常耗时的操作。

因此每帧的Draw Call次数是一项非常重要的性能指标，对于iOS来说应尽量控制在20次以内，这个值可以在编辑器的Statistic窗口看到。

Draw Call Batching 技术

Unity内置了Draw Call Batching技术，从名字就可以看出，它的主要目标就是在一次Draw Call中批量处理多个物体。

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的核心

Draw Call Batching技术的核心就是在可见性测试之后，检查所有要绘制的物体的材质，把相同材质的分为一组（一个Batch），然后把它们组合成一个物体（统一变换），这样就可以在一个Draw Call中处理多个物体了（实际上是组合后的一个物体）。

Draw Call Batching的缺陷

但Draw Call Batching存在一个缺陷，就是它需要把一个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。

与此同时就需要分配相应大小的内存。这不仅会消耗更多内存，还需要消耗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来说，只需要进行一次组合，之后就可以一直使用，效率要高得多。

这就需要进行一些权衡，否则得不偿失。

Dynamic Batching和Static Batching

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。

对于顶点数在300以内的可移动物体，只要使用相同的材质，就会组成Batch

Static Batching

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

如前文所说，Static Batching显然比Dynamic Batching要高效得多，于是，Static Batching功能是收费的……

高效利用Draw Call Batching

要有效利用Draw Call Batching，有以下注意点：

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（称为Texture Atlasing）。

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（Standard Assets/Scripts/Unity Scripts/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。

总之，理解Draw Call和Draw Call Batching原理，根据场景特点设计相应的方案来尽量减少Draw Call次数才是王道，其它方面亦然。

参考资料： http://ravenw.com/blog/2011/10/14/unity-optimization-of-draw-call/#sthash.eWSmEU7K.dpuf

理解二：DrawCall

在Unity查看Draw Call

开发游戏时，一定被时时提醒要减少 Draw Call，当然Unity也不例外，打开Game 窗口裡的 Stats，可以看到 Draw Call 与 Batched 的数字。

Draw Call 定义

但到底甚麼是 Draw Call？影响的效能是来自 CPU？还是 GPU？
首先，让我们定义何為 “Draw Call”：

“一个 Draw Call，等于呼叫一次 DrawIndexedPrimitive (DX) or glDrawElements (OGL)，等于一个 Batch”

摸过 DirectX 或 OpenGL 的人来说，对 DrawIndexedPrimitive與 glDrawElements这 API 一定不陌生。

当我们准备好资料 (通常为三角面的顶点资料) 要 GPU 划出来时，一定得调用这个函数。

举例说明

换句话说，如果在画面上有一张 “木" 椅子、一张 “铁" 桌子，那理论上就会有两个 Draw Call。

有看到特別指出 “木" 与 “铁" 吗？这代表两物件是使用不同材质球或者不同的 Shader。

在 DirectX 或 OpenGL 里，对不同物件指定不同贴图或不同 Shader 的描述，就会需要呼叫两次Draw Call。

举例代码

SetShader( “Diffuse" );
SetTexture( “铁" );
DrawPrimitive( DeskVertexBuffer );  

SetShader( “VertexLight" );
SetTexture( “木" );
DrawPrimitive( ChairVertexBuffer );

每次对 Shader 的更改或者贴图的更改，基本上就是对 Rendering Pipeline 的設定做修改，所以需要不同的 Draw Call 來完成物件的绘制。

現在了解为什麼 UNITY 官方文件里，老是要你尽量使用同样材质球，以减少 Draw Call 数量了吧！

Batch(Draw Call的另一种称呼)

在来谈到 Batch，其实也是 Draw Call 的另一种称呼。

你可以理解成每一次的 Draw Call 会产生一个 Batch，而 Batch 里装的是物件顶点资料。

Batch 由 CPU 通过 “驱动程式” 将顶点资料送往 GPU，GPU接手后将物件画在画面上。

由此可知，越多 Draw Call，CPU 就越忙碌。这下更清楚知道 Draw Call 数量所影响的是 CPU 效能而非 GPU。

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%的工作量发給Draw Call來使用，那你每秒可以有多少Draw Call呢？

333 Batchs/Frame = 25K * 2 * (0.2/30)

那既然 Batch 是个箱子，里头裝着物件的顶点资料，再依据我們上面的描述，

那将同样材质和Shader 的物件，可以合併成一個 Batch 送往 GPU，这样就是最省事的方法喽？Yes！就是這樣沒錯！

UNITY 在 Player Setting 里的两个功能选项 Static Batching 与 Dynamic Batching。功能描述如下：

Static Batching

Static Batching 是将标明为 Static 的静态物件，如果在使用相同材质球的条件下，UNITY 会自动帮你把这两个物件合併成一个 Batch，送往 GPU 来处理。

这功能对效能上非常的有帮助，所以是需要付费才有的

Dynamic Batching

Dynamic Batching 是在物件小于300面的条件下(不论物件是否不静态或动态)，在使用相同材质球下，UNITY就会自动帮你合併成一个 Batch 送往 GPU 来处理。

参考资料：http://www.unityin.com/2012/09/draw-call-batch-%E5%82%BB%E5%82%BB%E5%88%86%E4%B8%8D%E6%B8%85%E6%A5%9A/