ألعاب الموبايل: تحسين أداء Unity - دليل عالمي

تُعد ألعاب الموبايل سوقًا عالميًا ضخمًا، يشمل أجهزة متنوعة، وظروف شبكة مختلفة، وتوقعات مستخدمين متباينة. يتطلب تحقيق تجربة لعب سلسة وجذابة تحسينًا دقيقًا للأداء. يقدم هذا الدليل استراتيجيات شاملة لتحسين ألعاب Unity الخاصة بك على الموبايل، مما يضمن تجربة عالية الجودة للاعبين في جميع أنحاء العالم.

فهم بيئة الأجهزة المحمولة

قبل الخوض في تقنيات التحسين المحددة، من الضروري فهم التحديات والفرص الفريدة التي تقدمها منصة الموبايل. فيما يلي بعض الاعتبارات الرئيسية:

• تنوع الأجهزة: تظهر أجهزة أندرويد، على وجه الخصوص، نطاقًا واسعًا من قوة المعالجة وسعة الذاكرة ودقة الشاشة. يجب أن يلبي التحسين كلاً من الأجهزة الرائدة المتطورة والأجهزة الاقتصادية منخفضة الإمكانيات. على سبيل المثال، قد تواجه لعبة ذات رسوميات مكثفة تعمل بسلاسة على جهاز Samsung Galaxy S23 صعوبة على جهاز أقدم أو أقل قوة من Xiaomi أو Oppo.
• عمر البطارية: تعتمد الأجهزة المحمولة على طاقة البطارية، ويمكن أن يؤدي الاستخدام المفرط لوحدة المعالجة المركزية (CPU) أو وحدة معالجة الرسومات (GPU) إلى استنزاف البطارية بسرعة. يجب أن يعطي التحسين الأولوية لكفاءة الطاقة لإطالة وقت اللعب.
• الاتصال بالشبكة: تعتمد العديد من ألعاب الموبايل على الاتصال بالإنترنت لميزات اللعب الجماعي، أو بث البيانات، أو الخدمات عبر الإنترنت. يمكن أن تؤثر اتصالات الشبكة غير الموثوقة أو البطيئة بشكل كبير على تجربة اللعب. يجب أن يشمل التحسين استراتيجيات للتعامل مع زمن استجابة الشبكة واستخدام البيانات. على سبيل المثال، ضع في اعتبارك المستخدمين في المناطق ذات النطاق الترددي المحدود مثل أجزاء من إفريقيا أو أمريكا الجنوبية.
• الاختلافات الخاصة بالمنصة: لدى iOS وأندرويد أنظمة تشغيل مختلفة، وبنى عتادية مختلفة، وقيود على واجهات برمجة التطبيقات (API). قد يتطلب التحسين تعديلات خاصة بكل منصة.

التحليل الجانبي (Profiling): الخطوة الأولى نحو التحسين

التحليل الجانبي هو عملية قياس أداء لعبتك لتحديد الاختناقات ومجالات التحسين. يوفر Unity العديد من أدوات التحليل الجانبي، بما في ذلك:

• Unity Profiler: أداة تحليل جانبية مدمجة توفر بيانات أداء مفصلة حول استخدام وحدة المعالجة المركزية، وتخصيص الذاكرة، وأداء التصيير، والمزيد. يمكن الوصول إليها عبر Window -> Analysis -> Profiler.
• Android Studio Profiler: أداة تحليل جانبية قوية مخصصة لأجهزة أندرويد، تقدم رؤى حول استخدام وحدة المعالجة المركزية، والذاكرة، والشبكة، والبطارية.
• Xcode Instruments: مجموعة من أدوات التحليل الجانبي لأجهزة iOS، توفر وظائف مشابهة لأداة Android Studio Profiler.

كيفية استخدام أدوات التحليل الجانبي بفعالية:

• تحديد مناطق المشاكل: ابحث عن الارتفاعات المفاجئة في استخدام وحدة المعالجة المركزية أو وحدة معالجة الرسومات، أو تخصيصات الذاكرة المفرطة، أو أوقات التصيير الطويلة.
• التحليل على الأجهزة المستهدفة: قم بتحليل لعبتك على مجموعة من الأجهزة المستهدفة لفهم كيفية تباين الأداء عبر التكوينات العتادية المختلفة. على سبيل المثال، اختبر على هاتف أندرويد اقتصادي بالإضافة إلى جهاز iOS متطور.
• التركيز على المشاهد الحرجة: قم بتحليل المشاهد ذات اللعب المعقد، أو المؤثرات الثقيلة، أو أعداد كبيرة من الكائنات.
• التكرار والتحقق: بعد تنفيذ أي تحسين، أعد تحليل لعبتك للتحقق من أن التغييرات قد أحدثت التأثير المطلوب.

تحسين التصيير (Rendering)

غالبًا ما يكون التصيير عنق زجاجة رئيسي في ألعاب الموبايل. فيما يلي بعض تقنيات تحسين التصيير الشائعة:

تقليل استدعاءات الرسم (Draw Calls)

استدعاءات الرسم هي تعليمات تُرسل من وحدة المعالجة المركزية إلى وحدة معالجة الرسومات لتصيير الكائنات. يمكن أن يؤدي تقليل عدد استدعاءات الرسم إلى تحسين الأداء بشكل كبير.

• التجميع الثابت (Static Batching): دمج الكائنات الثابتة في دفعة واحدة لتقليل استدعاءات الرسم. قم بتمكين التجميع الثابت في نافذة Inspector للكائنات GameObjects الثابتة. لاحظ أن هذا يزيد من استخدام الذاكرة.
• التجميع الديناميكي (Dynamic Batching): يقوم Unity تلقائيًا بتجميع الكائنات الصغيرة المتشابهة التي تشترك في نفس المادة. للتجميع الديناميكي قيود (على سبيل المثال، لا يمكن أن تكون الكائنات متباعدة جدًا)، ولكنه قد يكون مفيدًا للمشاهد البسيطة.
• النسخ المتعدد لوحدة معالجة الرسومات (GPU Instancing): تصيير نسخ متعددة من نفس الشبكة الهندسية (mesh) بخصائص مختلفة (مثل اللون، والموضع، والحجم) باستخدام استدعاء رسم واحد. هذا فعال بشكل خاص لتصيير أعداد كبيرة من الكائنات المتشابهة، مثل الأشجار أو العشب.
• الإخفاء الانتقائي (Occlusion Culling): منع المحرك من تصيير الكائنات المخفية عن عرض الكاميرا. يمكن أن يقلل هذا بشكل كبير من استدعاءات الرسم في المشاهد المعقدة. يوفر Unity وظيفة الإخفاء الانتقائي المدمجة.

تحسين الشيدرز (Shaders)

الشيدرز هي برامج تعمل على وحدة معالجة الرسومات وتحدد كيفية تصيير الكائنات. يمكن أن تكون الشيدرز المعقدة عنق زجاجة رئيسي للأداء.

• استخدام شيدرز مُحسَّنة للموبايل: يوفر Unity شيدرز مدمجة مُحسَّنة للأداء على الموبايل. استخدم هذه الشيدرز كلما أمكن ذلك.
• تبسيط الشيدرز: قلل من تعقيد الشيدرز عن طريق إزالة الحسابات أو الميزات غير الضرورية.
• استخدام مستويات التفاصيل للشيدرز (Shader LODs): قم بإنشاء إصدارات متعددة من الشيدرز بمستويات متفاوتة من التفاصيل. استخدم شيدرز أبسط للكائنات البعيدة وشيدرز أكثر تعقيدًا للكائنات القريبة.
• تجنب الظلال في الوقت الفعلي: يمكن أن تكون الظلال في الوقت الفعلي مكلفة للغاية على الأجهزة المحمولة. فكر في استخدام الظلال المخبوزة (baked shadows) أو خرائط الإضاءة (lightmaps) بدلاً من ذلك. إذا كان لا بد من استخدام الظلال في الوقت الفعلي، فقلل من دقة الظل ومسافته.

تحسين القوام (Textures)

يمكن أن تستهلك القوام كمية كبيرة من الذاكرة والنطاق الترددي. يمكن أن يؤدي تحسين القوام إلى تحسين الأداء وتقليل استخدام الذاكرة.

• استخدام القوام المضغوط: يقلل القوام المضغوط من كمية الذاكرة المطلوبة لتخزين القوام. يدعم Unity تنسيقات ضغط القوام المختلفة، مثل ETC2 (لأندرويد) و ASTC (لأندرويد و iOS).
• خرائط Mipmaps: قم بإنشاء خرائط mipmaps للقوام الخاص بك. Mipmaps هي إصدارات أصغر من القوام تُستخدم للكائنات البعيدة. هذا يقلل من كمية بيانات القوام التي يجب أخذ عينات منها، مما يحسن الأداء ويقلل من التشوهات البصرية (aliasing).
• أطالس القوام (Texture Atlases): دمج عدة قوام صغيرة في أطلس قوام واحد أكبر. هذا يقلل من عدد استدعاءات الرسم المطلوبة لتصيير الكائنات التي تستخدم تلك القوام.
• تقليل دقة القوام: استخدم قوامًا بدقة أقل كلما أمكن ذلك، خاصة للكائنات البعيدة عن الكاميرا.

تحسين تأثيرات المعالجة اللاحقة (Post-Processing)

يمكن أن تضيف تأثيرات المعالجة اللاحقة لمسة بصرية رائعة إلى لعبتك، ولكنها قد تكون أيضًا مكلفة للغاية على الأجهزة المحمولة. استخدم تأثيرات المعالجة اللاحقة باعتدال وقم بتحسينها بعناية.

• استخدام تأثيرات معالجة لاحقة مُحسَّنة للموبايل: يوفر Unity تأثيرات معالجة لاحقة مدمجة مُحسَّنة للأداء على الموبايل.
• تقليل جودة التأثير: قلل من جودة تأثيرات المعالجة اللاحقة لتحسين الأداء. على سبيل المثال، قلل من شدة التوهج (bloom) أو مستوى تنعيم الحواف (anti-aliasing).
• استخدام مستويات التفاصيل للمعالجة اللاحقة (Post-Processing LODs): قم بإنشاء إصدارات متعددة من تأثيرات المعالجة اللاحقة بمستويات متفاوتة من التفاصيل. استخدم تأثيرات أبسط للأجهزة منخفضة الإمكانيات.

تحسين البرمجة النصية (Scripting)

يمكن أن تكون البرمجة النصية غير الفعالة أيضًا عنق زجاجة رئيسي للأداء. فيما يلي بعض تقنيات تحسين البرمجة النصية الشائعة:

تجنب جمع البيانات المهملة (Garbage Collection)

جمع البيانات المهملة هي عملية استعادة الذاكرة التي لم تعد قيد الاستخدام في لعبتك. يمكن أن يتسبب جمع البيانات المهملة المتكرر في حدوث تقطعات في الأداء.

• تجنب تخصيص الذاكرة في حلقات التحديث (Update): يمكن أن يؤدي تخصيص الذاكرة في حلقات Update إلى تشغيل جمع البيانات المهملة بشكل متكرر. أعد استخدام الكائنات الموجودة أو استخدم تجميع الكائنات (object pooling) لتجنب تخصيص الذاكرة بشكل غير ضروري.
• استخدام StringBuilder بدلاً من ربط السلاسل النصية: يؤدي ربط السلاسل النصية إلى إنشاء كائنات سلاسل نصية جديدة، مما قد يؤدي إلى جمع البيانات المهملة. استخدم StringBuilder لتعديل السلاسل النصية في مكانها.
• تخزين المتغيرات مؤقتًا (Caching): قم بتخزين المتغيرات التي يتم الوصول إليها بشكل متكرر لتجنب عمليات البحث المتكررة.

تحسين الحلقات (Loops)

يمكن أن تؤثر الحلقات غير الفعالة بشكل كبير على الأداء. قم بتحسين حلقاتك عن طريق:

• تقليل تكرارات الحلقة: قلل من عدد التكرارات في حلقاتك كلما أمكن ذلك.
• استخدام هياكل بيانات فعالة: استخدم هياكل بيانات فعالة، مثل القواميس والجداول الهاشمية، لتحسين عمليات البحث.
• تجنب الحسابات غير الضرورية: تجنب إجراء حسابات غير ضرورية داخل الحلقات.

تحسين الروتينات المساعدة (Coroutines)

يمكن أن تكون الروتينات المساعدة أداة مفيدة للبرمجة غير المتزامنة، ولكنها قد تكون أيضًا عنق زجاجة للأداء إذا تم استخدامها بشكل غير صحيح.

• تجنب إنشاء روتينات مساعدة جديدة بشكل متكرر: يمكن أن يؤدي إنشاء روتينات مساعدة جديدة بشكل متكرر إلى جمع البيانات المهملة. أعد استخدام الروتينات المساعدة الموجودة كلما أمكن ذلك.
• استخدام WaitForSecondsRealtime: يتأثر WaitForSecondsRealtime بمقياس الوقت بشكل أقل من WaitForSeconds، مما يجعله أكثر ملاءمة للروتينات المساعدة التي تحتاج إلى العمل بشكل مستقل عن مقياس وقت اللعبة.

استخدام تجميع الكائنات (Object Pooling)

تجميع الكائنات هو أسلوب لإعادة استخدام الكائنات بدلاً من إنشائها وتدميرها بشكل متكرر. يمكن أن يقلل هذا بشكل كبير من جمع البيانات المهملة ويحسن الأداء، خاصة بالنسبة للكائنات التي يتم إنشاؤها وتدميرها بشكل متكرر، مثل المقذوفات أو الجسيمات. قم بتنفيذ فئة لتجميع الكائنات لإدارة إنشاء الكائنات واستردادها وإعادة تدويرها.

إدارة الذاكرة

تتمتع الأجهزة المحمولة بذاكرة محدودة، لذا فإن الإدارة الفعالة للذاكرة أمر بالغ الأهمية للأداء. فيما يلي بعض تقنيات إدارة الذاكرة:

• تفريغ الأصول غير المستخدمة: قم بتفريغ الأصول غير المستخدمة، مثل القوام والنماذج، لتحرير الذاكرة. استخدم Resources.UnloadUnusedAssets() أو AssetBundle.Unload() لتفريغ الأصول.
• استخدام نظام الأصول القابلة للعنونة (Addressable Asset System): يتيح لك نظام الأصول القابلة للعنونة إدارة أصولك بشكل أكثر كفاءة وتحميلها عند الطلب. يمكن أن يقلل هذا بشكل كبير من البصمة الأولية للذاكرة في لعبتك.
• تقليل حجم القوام: كما ذكرنا سابقًا، استخدم قوامًا مضغوطًا ومنخفض الدقة لتقليل استخدام الذاكرة.
• تحسين الملفات الصوتية: استخدم تنسيقات صوتية مضغوطة، مثل MP3 أو Vorbis، وقلل من معدل البت لملفاتك الصوتية.

التحسين الخاص بالمنصة

لدى أندرويد و iOS أنظمة تشغيل مختلفة، وبنى عتادية مختلفة، وقيود على واجهات برمجة التطبيقات (API). قد يتطلب التحسين تعديلات خاصة بكل منصة.

تحسين أندرويد (Android)

• استخدام ضغط القوام ETC2: ETC2 هو تنسيق ضغط قوام مدعوم على نطاق واسع على أجهزة أندرويد.
• استهداف معماريات محددة: قم ببناء لعبتك لمعماريات معالجات محددة، مثل ARMv7 أو ARM64. يمكن أن يحسن هذا الأداء ويقلل من حجم ملف APK الخاص بك.
• التحسين لدقات شاشة مختلفة: تأتي أجهزة أندرويد بمجموعة واسعة من دقات الشاشة. قم بتحسين واجهة المستخدم والأصول الخاصة بك لتناسب دقات الشاشة المختلفة لضمان تجربة بصرية متسقة.
• استخدام ProGuard: ProGuard هي أداة لتقليص حجم الكود وإبهامه يمكنها تقليل حجم ملف APK الخاص بك وجعل الهندسة العكسية له أكثر صعوبة.

تحسين iOS

• استخدام ضغط القوام ASTC: ASTC هو تنسيق ضغط قوام مرن ومناسب تمامًا لأجهزة iOS.
• استخدام واجهة برمجة تطبيقات الرسومات Metal: Metal هي واجهة برمجة تطبيقات الرسومات منخفضة المستوى من Apple. يمكن أن يؤدي استخدام Metal إلى تحسين أداء التصيير مقارنة بـ OpenGL ES.
• التحسين لدقات شاشة مختلفة: تأتي أجهزة iOS أيضًا بمجموعة من دقات الشاشة. قم بتحسين واجهة المستخدم والأصول الخاصة بك لتناسب دقات الشاشة المختلفة.
• استخدام ترقيق التطبيق (App Thinning): يتيح لك ترقيق التطبيق تقديم إصدارات مُحسَّنة من تطبيقك لأجهزة iOS المختلفة، مما يقلل من حجم التطبيق الذي يتم تنزيله.

أفضل الممارسات للنشر العالمي

عند التحسين لجمهور عالمي، ضع في اعتبارك هذه الممارسات الأفضل:

• الاختبار على مجموعة متنوعة من الأجهزة: اختبر لعبتك على مجموعة واسعة من الأجهزة من مختلف الشركات المصنعة ونقاط الأسعار لضمان التوافق والأداء عبر المناطق المختلفة. ضع في اعتبارك الأجهزة الشائعة في الأسواق الناشئة، وليس فقط النماذج الرائدة من العلامات التجارية الكبرى.
• التحسين لظروف الشبكة المختلفة: صمم لعبتك لتكون قادرة على الصمود أمام اتصالات الشبكة غير الموثوقة أو البطيئة. قم بتنفيذ ميزات مثل وضع عدم الاتصال بالإنترنت أو التخزين المؤقت للبيانات.
• ترجمة لعبتك (Localize): قم بترجمة نصوص لعبتك وصوتياتها ورسوماتها إلى لغات وثقافات مختلفة لجعلها أكثر جاذبية للاعبين في مناطق مختلفة.
• مراعاة لوائح خصوصية البيانات: كن على دراية بلوائح خصوصية البيانات، مثل GDPR في أوروبا، وتأكد من امتثال لعبتك لهذه اللوائح.
• مراقبة الأداء والتحليلات: راقب أداء لعبتك وتحليلاتها باستمرار لتحديد مجالات التحسين وفهم كيفية استخدام اللاعبين للعبتك في مناطق مختلفة.

الأدوات والموارد

فيما يلي بعض الأدوات والموارد المفيدة لتحسين ألعاب الموبايل:

• Unity Profiler: (Window -> Analysis -> Profiler)
• Android Studio Profiler: (متوفر في Android Studio)
• Xcode Instruments: (متوفر في Xcode)
• متجر أصول Unity (Unity Asset Store): سوق لأصول Unity، بما في ذلك أدوات التحسين والإضافات.
• توثيق Unity (Unity Documentation): يوفر توثيق Unity الرسمي معلومات مفصلة حول جميع جوانب تطوير Unity، بما في ذلك التحسين.
• المنتديات والمجتمعات عبر الإنترنت: تعد المنتديات والمجتمعات عبر الإنترنت، مثل منتديات Unity و Stack Overflow، أماكن رائعة لطرح الأسئلة ومشاركة المعرفة.

الخاتمة

تحسين أداء ألعاب الموبايل هو عملية مستمرة. من خلال فهم تحديات وفرص منصة الموبايل، واستخدام أدوات التحليل الجانبي بفعالية، وتطبيق التقنيات الموضحة في هذا الدليل، يمكنك إنشاء ألعاب موبايل عالية الجودة وجذابة تعمل بشكل جيد على مجموعة واسعة من الأجهزة وتجذب جمهورًا عالميًا. تذكر أن تختبر لعبتك جيدًا على مجموعة متنوعة من الأجهزة وظروف الشبكة، وأن تراقب الأداء والتحليلات باستمرار لتحديد مجالات التحسين. لا تنس أهمية مراعاة خصوصية البيانات العالمية وترجمة لعبتك.