Žaidimai mobiliesiems: „Unity“ našumo optimizavimas – pasaulinis gidas

Mobilieji žaidimai yra didžiulė pasaulinė rinka, apimanti įvairius įrenginius, tinklo sąlygas ir vartotojų lūkesčius. Norint pasiekti sklandų ir įtraukiantį žaidimą, reikalingas kruopštus našumo optimizavimas. Šiame gide pateikiamos išsamios strategijos, kaip optimizuoti jūsų „Unity“ mobiliuosius žaidimus, užtikrinant aukštos kokybės patirtį žaidėjams visame pasaulyje.

Mobiliųjų įrenginių aplinkos supratimas

Prieš pradedant nagrinėti konkrečius optimizavimo metodus, svarbu suprasti unikalius iššūkius ir galimybes, kurias teikia mobilioji platforma. Štai keletas pagrindinių aspektų:

• Įrenginių įvairovė: Ypač „Android“ įrenginiai pasižymi plačiu procesoriaus galios, atminties talpos ir ekrano raiškos spektru. Optimizavimas turi atitikti tiek aukščiausios klasės flagmanus, tiek ir pigesnius biudžetinius įrenginius. Pavyzdžiui, grafiškai intensyvus žaidimas, sklandžiai veikiantis „Samsung Galaxy S23“, gali strigti senesniame ar mažiau galingame „Xiaomi“ ar „Oppo“ įrenginyje.
• Baterijos veikimo laikas: Mobilieji įrenginiai priklauso nuo baterijos energijos, o per didelis procesoriaus ar vaizdo plokštės naudojimas gali greitai ją išeikvoti. Optimizavimas turėtų teikti pirmenybę energijos efektyvumui, siekiant prailginti žaidimo laiką.
• Tinklo ryšys: Daugeliui mobiliųjų žaidimų reikalingas interneto ryšys daugelio žaidėjų funkcijoms, duomenų srautiniam perdavimui ar internetinėms paslaugoms. Nepatikimas ar lėtas tinklo ryšys gali smarkiai paveikti žaidimo eigą. Optimizavimas turėtų apimti strategijas, kaip valdyti tinklo delsą ir duomenų naudojimą. Pavyzdžiui, atsižvelkite į vartotojus regionuose su ribotu pralaidumu, pavyzdžiui, kai kuriose Afrikos ar Pietų Amerikos dalyse.
• Platformų skirtumai: „iOS“ ir „Android“ turi skirtingas operacines sistemas, aparatinės įrangos architektūras ir API apribojimus. Optimizavimui gali prireikti platformai specifinių korekcijų.

Profiliavimas: pirmasis žingsnis link optimizavimo

Profiliavimas – tai jūsų žaidimo našumo matavimo procesas, siekiant nustatyti kliūtis ir sritis, kurias galima pagerinti. „Unity“ teikia keletą profiliavimo įrankių, įskaitant:

• „Unity Profiler“: integruotas profiliuotojas, teikiantis išsamius našumo duomenis apie procesoriaus naudojimą, atminties paskirstymą, renderinimo našumą ir kt. Pasiekiamas per Window -> Analysis -> Profiler.
• „Android Studio Profiler“: galingas profiliuotojas, skirtas specialiai „Android“ įrenginiams, suteikiantis įžvalgų apie procesoriaus, atminties, tinklo ir baterijos naudojimą.
• „Xcode Instruments“: profiliavimo įrankių rinkinys „iOS“ įrenginiams, teikiantis panašias funkcijas kaip ir „Android Studio Profiler“.

Kaip efektyviai naudoti profiliuotojus:

• Nustatykite problemines sritis: Ieškokite procesoriaus ar vaizdo plokštės naudojimo šuolių, per didelio atminties paskirstymo ar ilgų renderinimo laikų.
• Profiluokite tiksliniuose įrenginiuose: Profiluokite savo žaidimą įvairiuose tiksliniuose įrenginiuose, kad suprastumėte, kaip našumas skiriasi priklausomai nuo skirtingų aparatinės įrangos konfigūracijų. Pavyzdžiui, išbandykite biudžetiniame „Android“ telefone ir aukštos klasės „iOS“ įrenginyje.
• Sutelkite dėmesį į kritines scenas: Profiluokite scenas su sudėtingu žaidimu, gausiais efektais ar dideliu objektų skaičiumi.
• Kartokite ir tikrinkite: Įdiegę optimizavimą, iš naujo profiliuokite savo žaidimą, kad patikrintumėte, ar pakeitimai davė norimą efektą.

Renderinimo optimizavimas

Renderinimas dažnai yra pagrindinė kliūtis mobiliuosiuose žaidimuose. Štai keletas įprastų renderinimo optimizavimo metodų:

Sumažinkite „Draw Calls“

„Draw calls“ – tai instrukcijos, siunčiamos iš procesoriaus į vaizdo plokštę objektams renderinti. „Draw calls“ skaičiaus sumažinimas gali žymiai pagerinti našumą.

• Statinis grupavimas (Static Batching): Sujunkite statinius objektus į vieną grupę, kad sumažintumėte „draw calls“ skaičių. Įjunkite statinį grupavimą „Inspector“ lange statiniams „GameObjects“. Atkreipkite dėmesį, kad tai padidina atminties naudojimą.
• Dinaminis grupavimas (Dynamic Batching): „Unity“ automatiškai grupuoja mažus, panašius objektus, kurie naudoja tą pačią medžiagą. Dinaminis grupavimas turi apribojimų (pvz., objektai negali būti per daug nutolę), tačiau jis gali būti naudingas paprastose scenose.
• GPU instancijavimas (GPU Instancing): Renderinkite kelis to paties tinklo (mesh) egzempliorius su skirtingomis savybėmis (pvz., spalva, padėtimi, masteliu) naudodami vieną „draw call“. Tai ypač efektyvu renderinant didelį skaičių panašių objektų, tokių kaip medžiai ar žolė.
• Uždangos atrinkimas (Occlusion Culling): Neleiskite varikliui renderinti objektų, kurie yra paslėpti nuo kameros vaizdo. Tai gali žymiai sumažinti „draw calls“ skaičių sudėtingose scenose. „Unity“ teikia integruotą uždangos atrinkimo funkciją.

Optimizuokite šešėlius (Shaders)

Šešėliai (shaders) – tai programos, veikiančios vaizdo plokštėje ir nustatančios, kaip objektai yra renderinami. Sudėtingi šešėliai gali būti pagrindinė našumo kliūtis.

• Naudokite mobiliesiems įrenginiams optimizuotus šešėlius: „Unity“ teikia integruotus mobiliuosius šešėlius, kurie yra optimizuoti našumui. Naudokite šiuos šešėlius, kai tik įmanoma.
• Supaprastinkite šešėlius: Sumažinkite savo šešėlių sudėtingumą, pašalindami nereikalingus skaičiavimus ar funkcijas.
• Naudokite šešėlių LOD (Shader LODs): Sukurkite kelias savo šešėlių versijas su skirtingais detalumo lygiais. Naudokite paprastesnius šešėlius tolimiems objektams ir sudėtingesnius – artimiems objektams.
• Venkite realaus laiko šešėlių: Realaus laiko šešėliai gali būti labai brangūs mobiliuosiuose įrenginiuose. Vietoj jų apsvarstykite galimybę naudoti iškeptus (baked) šešėlius ar šviesos žemėlapius (lightmaps). Jei privalote naudoti realaus laiko šešėlius, sumažinkite jų skiriamąją gebą ir atstumą.

Optimizuokite tekstūras

Tekstūros gali sunaudoti daug atminties ir pralaidumo. Tekstūrų optimizavimas gali pagerinti našumą ir sumažinti atminties naudojimą.

• Naudokite suspaustas tekstūras: Suspaustos tekstūros sumažina atminties kiekį, reikalingą tekstūroms saugoti. „Unity“ palaiko įvairius tekstūrų suspaudimo formatus, tokius kaip ETC2 („Android“) ir ASTC („Android“ ir „iOS“).
• Mipmaps: Generuokite „mipmaps“ savo tekstūroms. „Mipmaps“ yra mažesnės tekstūros versijos, naudojamos tolimiems objektams. Tai sumažina tekstūros duomenų, kuriuos reikia nuskaityti, kiekį, pagerindama našumą ir sumažindama aliasingo artefaktus.
• Tekstūrų atlasai: Sujunkite kelias mažas tekstūras į vieną didesnį tekstūrų atlasą. Tai sumažina „draw calls“ skaičių, reikalingą objektams, naudojantiems tas tekstūras, renderinti.
• Sumažinkite tekstūrų skiriamąją gebą: Naudokite mažesnės skiriamosios gebos tekstūras, kai tik įmanoma, ypač objektams, kurie yra toli nuo kameros.

Optimizuokite post-apdorojimo efektus

Post-apdorojimo efektai gali suteikti jūsų žaidimui vizualinio žavesio, tačiau jie taip pat gali būti labai brangūs mobiliuosiuose įrenginiuose. Naudokite post-apdorojimo efektus saikingai ir atidžiai juos optimizuokite.

• Naudokite mobiliesiems įrenginiams optimizuotus post-apdorojimo efektus: „Unity“ teikia integruotus mobiliuosius post-apdorojimo efektus, kurie yra optimizuoti našumui.
• Sumažinkite efektų kokybę: Sumažinkite savo post-apdorojimo efektų kokybę, kad pagerintumėte našumą. Pavyzdžiui, sumažinkite žydėjimo (bloom) intensyvumą ar anti-aliasingo lygį.
• Naudokite post-apdorojimo LOD (Post-Processing LODs): Sukurkite kelias savo post-apdorojimo efektų versijas su skirtingais detalumo lygiais. Naudokite paprastesnius efektus žemesnės klasės įrenginiams.

Scenarijų (scripting) optimizavimas

Neefektyvus scenarijų rašymas taip pat gali būti pagrindinė našumo kliūtis. Štai keletas įprastų scenarijų optimizavimo metodų:

Venkite atminties šiukšlių surinkimo (Garbage Collection)

Atminties šiukšlių surinkimas – tai procesas, kurio metu atlaisvinama atmintis, kurios jūsų žaidimas nebenaudoja. Dažnas šiukšlių surinkimas gali sukelti našumo sutrikimus.

• Venkite atminties paskirstymo „Update“ cikluose: Atminties paskirstymas „Update“ cikluose gali sukelti dažną šiukšlių surinkimą. Pernaudokite esamus objektus arba naudokite objektų telkimą (object pooling), kad išvengtumėte nereikalingo atminties paskirstymo.
• Naudokite „StringBuilder“ vietoj eilučių sujungimo: Eilučių sujungimas sukuria naujus eilutės objektus, o tai gali sukelti šiukšlių surinkimą. Naudokite „StringBuilder“, kad keistumėte eilutes vietoje.
• Kaupkite kintamuosius (Cache Variables): Kaupkite dažnai pasiekiamus kintamuosius, kad išvengtumėte pakartotinių paieškų.

Optimizuokite ciklus

Neefektyvūs ciklai gali žymiai paveikti našumą. Optimizuokite savo ciklus:

• Mažindami ciklo iteracijų skaičių: Sumažinkite iteracijų skaičių savo cikluose, kai tik įmanoma.
• Naudodami efektyvias duomenų struktūras: Naudokite efektyvias duomenų struktūras, tokias kaip žodynai ir maišos lentelės (hash tables), kad optimizuotumėte paieškas.
• Vengdami nereikalingų skaičiavimų: Venkite atlikti nereikalingus skaičiavimus ciklų viduje.

Optimizuokite korutinas (Coroutines)

Korutinos gali būti naudingas įrankis asinchroniniam programavimui, tačiau jos taip pat gali tapti našumo kliūtimi, jei naudojamos netinkamai.

• Venkite dažno naujų korutinų kūrimo: Dažnas naujų korutinų kūrimas gali sukelti šiukšlių surinkimą. Pernaudokite esamas korutinas, kai tik įmanoma.
• Naudokite „WaitForSecondsRealtime“: „WaitForSecondsRealtime“ yra mažiau paveikiamas laiko mastelio nei „WaitForSeconds“, todėl labiau tinka korutinoms, kurios turi veikti nepriklausomai nuo žaidimo laiko mastelio.

Naudokite objektų telkimą (Object Pooling)

Objektų telkimas – tai metodas, leidžiantis pernaudoti objektus, užuot juos nuolat kuriant ir naikinant. Tai gali žymiai sumažinti šiukšlių surinkimą ir pagerinti našumą, ypač objektams, kurie dažnai kuriami ir naikinami, pavyzdžiui, sviediniams ar dalelėms. Įgyvendinkite objektų telkimo klasę, kad valdytumėte objektų kūrimą, gavimą ir perdirbimą.

Atminties valdymas

Mobilieji įrenginiai turi ribotą atmintį, todėl efektyvus atminties valdymas yra labai svarbus našumui. Štai keletas atminties valdymo metodų:

• Iškraukite nenaudojamus resursus (assets): Iškraukite nenaudojamus resursus, tokius kaip tekstūros ir modeliai, kad atlaisvintumėte atmintį. Naudokite Resources.UnloadUnusedAssets() arba AssetBundle.Unload() resursams iškrauti.
• Naudokite „Addressable Asset System“: „Addressable Asset System“ leidžia efektyviau valdyti savo resursus ir įkelti juos pagal pareikalavimą. Tai gali žymiai sumažinti pradinį jūsų žaidimo atminties pėdsaką.
• Sumažinkite tekstūrų dydį: Kaip minėta anksčiau, naudokite suspaustas ir mažesnės skiriamosios gebos tekstūras, kad sumažintumėte atminties naudojimą.
• Optimizuokite garso failus: Naudokite suspaustus garso formatus, tokius kaip MP3 ar Vorbis, ir sumažinkite savo garso failų bitų spartą.

Platformai specifinis optimizavimas

„Android“ ir „iOS“ turi skirtingas operacines sistemas, aparatinės įrangos architektūras ir API apribojimus. Optimizavimui gali prireikti platformai specifinių korekcijų.

„Android“ optimizavimas

• Naudokite ETC2 tekstūrų suspaudimą: ETC2 yra plačiai palaikomas tekstūrų suspaudimo formatas „Android“ įrenginiuose.
• Taikykitės į konkrečias architektūras: Kurkite savo žaidimą konkrečioms procesoriaus architektūroms, tokioms kaip ARMv7 ar ARM64. Tai gali pagerinti našumą ir sumažinti jūsų APK dydį.
• Optimizuokite skirtingoms ekrano skiriamosioms geboms: „Android“ įrenginiai pasižymi plačiu ekrano skiriamųjų gebų spektru. Optimizuokite savo vartotojo sąsają ir resursus skirtingoms ekrano skiriamosioms geboms, kad užtikrintumėte nuoseklią vizualinę patirtį.
• Naudokite „ProGuard“: „ProGuard“ yra kodo mažinimo ir maskavimo įrankis, kuris gali sumažinti jūsų APK dydį ir apsunkinti atvirkštinę inžineriją.

„iOS“ optimizavimas

• Naudokite ASTC tekstūrų suspaudimą: ASTC yra lankstus tekstūrų suspaudimo formatas, gerai tinkantis „iOS“ įrenginiams.
• Naudokite „Metal Graphics API“: „Metal“ yra „Apple“ žemo lygio grafikos API. Naudojant „Metal“ galima pagerinti renderinimo našumą, palyginti su „OpenGL ES“.
• Optimizuokite skirtingoms ekrano skiriamosioms geboms: „iOS“ įrenginiai taip pat pasižymi įvairiomis ekrano skiriamosiomis gebomis. Optimizuokite savo vartotojo sąsają ir resursus skirtingoms ekrano skiriamosioms geboms.
• Naudokite „App Thinning“: „App Thinning“ leidžia pateikti optimizuotas jūsų programos versijas skirtingiems „iOS“ įrenginiams, sumažinant atsisiunčiamos programos dydį.

Gerosios praktikos pasauliniam diegimui

Optimizuodami pasaulinei auditorijai, atsižvelkite į šias gerąsias praktikas:

• Išbandykite įvairiuose įrenginiuose: Išbandykite savo žaidimą plačiame įrenginių spektre iš skirtingų gamintojų ir kainų kategorijų, kad užtikrintumėte suderinamumą ir našumą skirtinguose regionuose. Apsvarstykite įrenginius, paplitusius besivystančiose rinkose, ne tik pagrindinių prekių ženklų flagmanus.
• Optimizuokite skirtingoms tinklo sąlygoms: Sukurkite savo žaidimą taip, kad jis būtų atsparus nepatikimam ar lėtam tinklo ryšiui. Įgyvendinkite tokias funkcijas kaip neprisijungusio režimas (offline mode) ar duomenų kaupimas (data caching).
• Lokalizuokite savo žaidimą: Lokalizuokite savo žaidimo tekstą, garsą ir grafiką į skirtingas kalbas ir kultūras, kad jis taptų patrauklesnis žaidėjams skirtinguose regionuose.
• Atsižvelkite į duomenų privatumo reglamentus: Būkite informuoti apie duomenų privatumo reglamentus, tokius kaip GDPR Europoje, ir užtikrinkite, kad jūsų žaidimas atitiktų šiuos reglamentus.
• Stebėkite našumą ir analitiką: Nuolat stebėkite savo žaidimo našumą ir analitiką, kad nustatytumėte tobulintinas sritis ir suprastumėte, kaip žaidėjai naudoja jūsų žaidimą skirtinguose regionuose.

Įrankiai ir ištekliai

Štai keletas naudingų įrankių ir išteklių mobiliųjų žaidimų optimizavimui:

• „Unity Profiler“: (Window -> Analysis -> Profiler)
• „Android Studio Profiler“: (Pasiekiamas „Android Studio“)
• „Xcode Instruments“: (Pasiekiamas „Xcode“)
• „Unity Asset Store“: „Unity“ resursų rinka, įskaitant optimizavimo įrankius ir papildinius.
• „Unity“ dokumentacija: Oficiali „Unity“ dokumentacija teikia išsamią informaciją apie visus „Unity“ kūrimo aspektus, įskaitant optimizavimą.
• Internetiniai forumai ir bendruomenės: Internetiniai forumai ir bendruomenės, tokios kaip „Unity Forums“ ir „Stack Overflow“, yra puikios vietos užduoti klausimus ir dalintis žiniomis.

Išvada

Mobiliųjų žaidimų našumo optimizavimas yra nuolatinis procesas. Suprasdami mobiliosios platformos iššūkius ir galimybes, efektyviai naudodami profiliavimo įrankius ir taikydami šiame gide aprašytus metodus, galite sukurti aukštos kokybės, įtraukiančius mobiliuosius žaidimus, kurie gerai veikia įvairiuose įrenginiuose ir patinka pasaulinei auditorijai. Nepamirškite kruopščiai išbandyti savo žaidimo įvairiuose įrenginiuose ir tinklo sąlygose bei nuolat stebėti našumą ir analitiką, kad nustatytumėte tobulintinas sritis. Nepamirškite atsižvelgti į pasaulinio duomenų privatumo ir lokalizacijos svarbą jūsų žaidimui.