[游戏开发]【Unity性能优化】Shader的WarmUp

1.什么是Shader变体

shader是在GPU中上运行的程序，而GPU的工作模式动态分支（if else）的开销很大，从而使用静态分支（#if #else）。?静态分支在编译期执行。生成了新的代码段。

shader_feature和multi_compile的相同和不同

#pragma shader_feature是#pragma multi_compile的子集，#pragma shader_feature生成两个变体：1个不包含任何keyword,2包含keyword:ENABLE_GRAY。#pragma multi_compile也可以实现同样的效果，只是需要一个全是下滑线的keyword表示不包含任何keyword。如下两行都会生成两个变体效果类似

#pragma shader_feature ENABLE_GRAY
#pragma multi_compile __ ENABLE_GRAY

我们在UI的shader里面常常会看到这行代码，__表示的就是不包含任何keyword的变体，即没有定义UNITY_UI_ALPHACLIP的变体

#pragma multi_compile __ UNITY_UI_ALPHACLIP

multi_compile会生成所有变体，而shader_feature只会生成材质中用到的变体。

如下代码会根据材质中用到了几个组合出来的变体数而定

#pragma?? ?shader_feature _ENABLE_FX
#pragma?? ?shader_feature _FX_MASK_R? _FX_MASK_G _FX_MASK_B

如下代码会生成2*3=6个变体，（所以我们建议使用shader_feature并时刻关注变体的数量）

#pragma?? ?multi_compile __ _ENABLE_FX
#pragma?? ?multi_compile _FX_MASK_R? _FX_MASK_G _FX_MASK_B

当变体太多的时候，shader占用的内存就会大大的增加，如下图，所有shader占用了124.3MB的内存，其中最大的两个shader分辨占用了43.4MB和29MB的内存。原因就是变体太多。所有我们要控制shader变体的数量。

android手机上，第一次使用该变体的时候会在手机目录\Phone\Android\data\com.baaoo.sgyx\cache\UnityShaderCache生成一个缓存文件，每次生成文件都会有IO的操作，会对CPU产生影响。所有用到了WarmUp的概念。

2.为什么要WarmUp

Shader.WarmupAllShaders用于预热内存中的所有Shader（不建议使用）

ShaderVariantCollection.WarmUp();(建议使用)

调用WarmUp后会生成这些文件，之后的使用shader的时候可以减小CPU的开销。

在Unity Profiler下面要吧看到这些变体的生成，如下图

第一次启动的时候可以看到开销比较大为20.37ms

之后如果内存中没有，还需要加载该shader的时候仍然会看到Shader.CreateGPUProgram，但这时的开销比较小了:2.11ms（如下图）

常用的shader可以缓存起来避免Shader.Parse?和Shader.CreateGPUProgram的性能开销。

Shader.Parse和Shader.CreateGpuProgram分别在做什么事呢？

Shader.Parse是Shader的加载时解析的。（加载时执行）

Shader.CreateGpuProgram是将Shader传入GPU的一次提交，GPU驱动会对其进行编译，以适应于特定的设备或平台。在第一次渲染时执行。

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