Unity引擎后处理性能优化方案解析

作者主页：https://zhuanlan.zhihu.com/p/39850106

目前我们项目使用的后处理插件是Unity-Technologies/PostProcessing（段末附链接）。选用前，我们对比过众多后处理插件，最后根据效果和使用方便程度，结合策划的需求，选用了Unity-Technologies/PostProcessing（我用的v1，大家可以尝试v2版本）。这里我们不讨论后处理的效果，或者哪个插件的好坏。本文将介绍一个能通用的后处理性能优化方案。

Unity-Technologies/PostProcessing：

https://github.com/Unity-Technologies/PostProcessing/tree/v1

一、OnRenderImage 的性能问题

在我们看到的后处理教程或者后处理插件中，通常的处理方式是在OnRenderImage方法中处理后处理。

在我刚开始整合后处理的过程中发现，即使不做任何后处理，仅仅一句Graphics.Blit(Source, Destination)，也会导致严重的掉帧，这看起来是不符合逻辑的。在Google后，找到问题的说明Post Process Mobile Performance : Alternatives To Graphics.Blit , OnRenderImage，原因如下：

答主给的解决方案如下：

也就是在OnPreRender中，将RenderTexture赋值给Camera，在OnPostRender中处理后处理渲染。

通过这种方案能大幅度减少掉帧。我们测试过用同样的后处理（例如Bloom）在使用OnRenderImage的时候，从60FPS掉到40FPS左右。改用PrePost方法后，从60FPS掉到55FPS左右，改善明显（用中低端手机测试效果明显些，我们是用的360手机。不同手机改善的程度略有差异，但是还是能看到至少几帧的提升）。相信这个优化方案，有不少同学之前已经看到过并已经在使用。

这个方案略有麻烦的一点是，当我们的Camera开启MSAA或者HDR的时候，会导致后处理不起效果。我猜测应该是MSAA和HDR会激活Unity引擎内部的渲染流程必须走OnRenderImage。

这里要特别注意的一点是，我们用的是Gamma Color Space，如果我们要HDR的效果，最好不要用PrePost这个优化方式，因为经测试会导致负优化，帧数反而下降。目前我还没找到好的办法，这里我们按照不需要HDR效果来说。

我们还是可以支持MSAA，解决方案是，根据QualitySettings.antiAliasing和我们的方式来创建Temp的RenderTexture。同时，我们需要关闭摄像机的MSAA和HDR选项。

https://forum.unity.com/threads/onrenderimage-is-slow-when-msaa-is-on.427006/

这里要注意处理的逻辑是：当我们在游戏设置界面开关后处理的时候，要配对地处理Camera的MSAA选项和RenderTexture的创建参数，以免出现后处理不起作用，或者关闭后处理后，抗锯齿没有正确开启的问题。

这应该是一个能立竿见影的优化，相对需要注意处理好一些细节和各种设置切换的处理，做好测试。

二、合并多个后处理效果

当我们使用Unity引擎早期的Image Effect，或者一些单个效果后处理插件的时候，他们通常没有考虑整合的效率问题。以OnRenderImage的做法举例：通常是每个效果是一个脚本，它有自己的OnRenderImage，如果我们有4个效果，那就是4个单独的OnRenderImage，这在代码层面的简洁性和易扩展性上，当然是有优势的。但是这样做性能是有问题的，我们需要尽量将各种后处理效果，整合到同一个OnRenderImage（或PrePost方法）中，这样能带来一些性能提升，虽然不如上面的PrePost效果明显，但是优化是一点点积累的，也是值得做。

具体方法，Unity-Technologies/PostProcessing（https://github.com/Unity-Technologies/PostProcessing/tree/v1）这个就比较有代表性，它将所有的效果整合到同一个OnRenderImage和同一个Shader中处理，只是通过材质的EnableKeyword来开关对应的功能。详细请看链接里的代码。

这里提一句，如果用PrePost方式优化，将不能和OnRenderImage方式在同一个Camera下混用，这里整合的时候，要根据项目的需求处理好。我们现在是用Unity的 Post Processing方案，改为PrePost的方式。

同时，大家使用各种后处理插件、效果，要注意根据需求做一些裁剪，某些不需要的效果尽量注释或删除，让整合的代码更加清晰可读，也减少一些额外的性能消耗（

Shaderlab内存等

）。

三、修改材质属性，不要使用String

通常的例子代码中，会使用String作为Key的方式来修改Mat的属性，很多Shader的插件内也是这么用的。

String的方式

这里，我们通过反编译可以看到，String的方式实际上会调用Shader.PropertyToID，所以，我们应该将整个ID Cache下来，通过ID的方式来调用。

这也是一个很小的点，但是如果是后处理这种，可能每帧都会调用的地方，所带来的优化效果还是很有意义的。

还有一些优化，比如减少RenderTexture的尺寸等，在网上很多关于优化的文章中都有提到，就不具体说了。

总结一下，主要的优化就是OnRenderImage转换为PrePost的方式，能大大地改善后处理的渲染效率（Opengles2和Opengles3都测试过）。我们使用的Unity版本是5.6.4，其它版本未测试，如果用其它版本，大家需要自己先测试一下。

无论优化多好，后处理始终对性能影响很大，特别是手机电量不足或者发热导致手机降频的时候，后处理将会导致掉帧加重。如果必须要使用后处理（策划，美术要求），那么做好性能开关、优化好后处理的性能是必须要做的。

最后说明一点：PrePost的优化方案只有在不需要HDR效果下才有优化效果（基于我的测试），如果需要HDR效果，还是用OnRenderImage来做吧。这块优化需要多多测试，不注意就容易出问题哦。

参考文章：

1.Post Process Mobile Performance : Alternatives To Graphics.Blit , OnRenderImage ?

https://forum.unity.com/threads/post-process-mobile-performance-alternatives-to-graphics-blit-onrenderimage.414399/

2.OnRenderImage() is SLOW when MSAA is on

https://forum.unity.com/threads/onrenderimage-is-slow-when-msaa-is-on.427006/

也欢迎大家来积极参与U Sparkle开发者计划，简称"US"，代表你和我，代表UWA和开发者在一起！