Mobilās spēles: Unity veiktspējas optimizācija — globāls ceļvedis

Mobilās spēles ir milzīgs globāls tirgus, kas aptver dažādas ierīces, tīkla apstākļus un lietotāju cerības. Lai sasniegtu plūstošu un saistošu spēlēšanu, nepieciešama rūpīga veiktspējas optimizācija. Šis ceļvedis sniedz visaptverošas stratēģijas jūsu Unity mobilo spēļu optimizēšanai, nodrošinot augstas kvalitātes pieredzi spēlētājiem visā pasaulē.

Izpratne par mobilo vidi

Pirms iedziļināties konkrētās optimizācijas tehnikās, ir svarīgi izprast mobilās platformas radītos unikālos izaicinājumus un iespējas. Šeit ir daži galvenie apsvērumi:

• Ierīču daudzveidība: Īpaši Android ierīcēm ir plašs apstrādes jaudas, atmiņas ietilpības un ekrāna izšķirtspēju klāsts. Optimizācijai jāatbilst gan augstākās klases flagmaņiem, gan zemākas klases budžeta ierīcēm. Piemēram, grafiski intensīva spēle, kas nevainojami darbojas uz Samsung Galaxy S23, varētu darboties ar grūtībām uz vecākas vai mazāk jaudīgas Xiaomi vai Oppo ierīces.
• Akumulatora darbības laiks: Mobilās ierīces ir atkarīgas no akumulatora enerģijas, un pārmērīga CPU vai GPU lietošana var ātri izlādēt akumulatoru. Optimizācijā prioritāte jāpiešķir energoefektivitātei, lai pagarinātu spēles laiku.
• Tīkla savienojamība: Daudzas mobilās spēles ir atkarīgas no interneta savienojuma vairāku spēlētāju funkcijām, datu straumēšanai vai tiešsaistes pakalpojumiem. Neuzticami vai lēni tīkla savienojumi var būtiski ietekmēt spēlēšanu. Optimizācijā jāiekļauj stratēģijas tīkla latentuma un datu lietojuma pārvaldībai. Piemēram, apsveriet lietotājus reģionos ar ierobežotu joslas platumu, piemēram, dažās Āfrikas vai Dienvidamerikas daļās.
• Platformai specifiskas atšķirības: iOS un Android ir atšķirīgas operētājsistēmas, aparatūras arhitektūras un API ierobežojumi. Optimizācijai var būt nepieciešami platformai specifiski pielāgojumi.

Profilēšana: pirmais solis uz optimizāciju

Profilēšana ir jūsu spēles veiktspējas mērīšanas process, lai identificētu vājās vietas un uzlabojumu jomas. Unity nodrošina vairākus profilēšanas rīkus, tostarp:

• Unity Profiler: Iebūvēts profilētājs, kas sniedz detalizētus veiktspējas datus par CPU lietojumu, atmiņas piešķiršanu, renderēšanas veiktspēju un daudz ko citu. Piekļūstiet tam, izmantojot Window -> Analysis -> Profiler.
• Android Studio Profiler: Spēcīgs profilētājs īpaši Android ierīcēm, kas sniedz ieskatu CPU, atmiņas, tīkla un akumulatora lietojumā.
• Xcode Instruments: Profilēšanas rīku komplekts iOS ierīcēm, kas nodrošina līdzīgu funkcionalitāti kā Android Studio Profiler.

Kā efektīvi izmantot profilētājus:

• Identificējiet problēmzonas: Meklējiet straujus CPU vai GPU lietojuma pieaugumus, pārmērīgas atmiņas piešķiršanas vai ilgus renderēšanas laikus.
• Profilējiet uz mērķa ierīcēm: Profilējiet savu spēli uz dažādām mērķa ierīcēm, lai saprastu, kā veiktspēja atšķiras dažādās aparatūras konfigurācijās. Piemēram, pārbaudiet uz budžeta klases Android tālruņa, kā arī uz augstākās klases iOS ierīces.
• Koncentrējieties uz kritiskām ainām: Profilējiet ainas ar sarežģītu spēlēšanu, smagiem efektiem vai lielu objektu skaitu.
• Atkārtojiet un pārbaudiet: Pēc optimizācijas ieviešanas atkārtoti profilējiet savu spēli, lai pārbaudītu, vai izmaiņām ir bijis vēlamais efekts.

Renderēšanas optimizācija

Renderēšana bieži vien ir galvenā vājā vieta mobilajās spēlēs. Šeit ir dažas izplatītas renderēšanas optimizācijas tehnikas:

Samaziniet zīmēšanas izsaukumus (Draw Calls)

Zīmēšanas izsaukumi ir instrukcijas, kas no CPU tiek nosūtītas uz GPU, lai renderētu objektus. Zīmēšanas izsaukumu skaita samazināšana var ievērojami uzlabot veiktspēju.

• Statiskā pakešapstrāde (Static Batching): Apvienojiet statiskus objektus vienā paketē, lai samazinātu zīmēšanas izsaukumus. Iespējojiet statisko pakešapstrādi Inspector logā statiskiem GameObject. Ņemiet vērā, ka tas palielina atmiņas patēriņu.
• Dinamiskā pakešapstrāde (Dynamic Batching): Unity automātiski apvieno mazus, līdzīgus objektus, kuriem ir viens un tas pats materiāls. Dinamiskajai pakešapstrādei ir ierobežojumi (piemēram, objekti nevar būt pārāk tālu viens no otra), taču tā var būt noderīga vienkāršās ainās.
• GPU instancēšana (GPU Instancing): Renderējiet vairākus viena un tā paša tīkla (mesh) eksemplārus ar dažādām īpašībām (piemēram, krāsu, pozīciju, mērogu), izmantojot vienu zīmēšanas izsaukumu. Tas ir īpaši efektīvi, lai renderētu lielu skaitu līdzīgu objektu, piemēram, kokus vai zāli.
• Aizseguma atlasīšana (Occlusion Culling): Neļaujiet dzinējam renderēt objektus, kas ir paslēpti no kameras skata. Tas var ievērojami samazināt zīmēšanas izsaukumus sarežģītās ainās. Unity nodrošina iebūvētu aizseguma atlasīšanas funkcionalitāti.

Optimizējiet ēnotājus (Shaders)

Ēnotāji ir programmas, kas darbojas uz GPU un nosaka, kā objekti tiek renderēti. Sarežģīti ēnotāji var būt galvenā veiktspējas vājā vieta.

• Izmantojiet mobilajām ierīcēm optimizētus ēnotājus: Unity nodrošina iebūvētus mobilos ēnotājus, kas ir optimizēti veiktspējai. Izmantojiet šos ēnotājus, kad vien iespējams.
• Vienkāršojiet ēnotājus: Samaziniet savu ēnotāju sarežģītību, noņemot nevajadzīgus aprēķinus vai funkcijas.
• Izmantojiet ēnotāju LOD (detalizācijas līmeņus): Izveidojiet vairākas savu ēnotāju versijas ar dažādiem detalizācijas līmeņiem. Izmantojiet vienkāršākus ēnotājus attāliem objektiem un sarežģītākus ēnotājus tuvplāna objektiem.
• Izvairieties no reāllaika ēnām: Reāllaika ēnas var būt ļoti dārgas mobilajās ierīcēs. Apsveriet iespēju izmantot iepriekš aprēķinātas ēnas (baked shadows) vai gaismas kartes (lightmaps). Ja jums tomēr jāizmanto reāllaika ēnas, samaziniet ēnu izšķirtspēju un attālumu.

Optimizējiet tekstūras

Tekstūras var patērēt ievērojamu daudzumu atmiņas un joslas platuma. Tekstūru optimizēšana var uzlabot veiktspēju un samazināt atmiņas patēriņu.

• Izmantojiet saspiestas tekstūras: Saspiestas tekstūras samazina atmiņas apjomu, kas nepieciešams tekstūru glabāšanai. Unity atbalsta dažādus tekstūru saspiešanas formātus, piemēram, ETC2 (Android) un ASTC (Android un iOS).
• Mipmapas (Mipmaps): Ģenerējiet mipmapas savām tekstūrām. Mipmapas ir mazākas tekstūras versijas, kas tiek izmantotas attāliem objektiem. Tas samazina tekstūru datu daudzumu, kas jāizlasa, uzlabojot veiktspēju un samazinot aliasinga artefaktus.
• Tekstūru atlanti: Apvienojiet vairākas mazas tekstūras vienā lielākā tekstūru atlantā. Tas samazina zīmēšanas izsaukumu skaitu, kas nepieciešams, lai renderētu objektus, kuri izmanto šīs tekstūras.
• Samaziniet tekstūru izšķirtspēju: Izmantojiet zemākas izšķirtspējas tekstūras, kad vien iespējams, īpaši objektiem, kas atrodas tālu no kameras.

Optimizējiet pēcapstrādes efektus

Pēcapstrādes efekti var piešķirt jūsu spēlei vizuālu šarmu, bet tie var būt arī ļoti dārgi mobilajās ierīcēs. Izmantojiet pēcapstrādes efektus taupīgi un rūpīgi tos optimizējiet.

• Izmantojiet mobilajām ierīcēm optimizētus pēcapstrādes efektus: Unity nodrošina iebūvētus mobilos pēcapstrādes efektus, kas ir optimizēti veiktspējai.
• Samaziniet efektu kvalitāti: Samaziniet pēcapstrādes efektu kvalitāti, lai uzlabotu veiktspēju. Piemēram, samaziniet ziedēšanas (bloom) intensitāti vai anti-aliasinga līmeni.
• Izmantojiet pēcapstrādes LOD: Izveidojiet vairākas pēcapstrādes efektu versijas ar dažādiem detalizācijas līmeņiem. Izmantojiet vienkāršākus efektus zemākas klases ierīcēm.

Skriptēšanas optimizācija

Neefektīva skriptēšana arī var būt galvenā veiktspējas vājā vieta. Šeit ir dažas izplatītas skriptēšanas optimizācijas tehnikas:

Izvairieties no atkritumu savākšanas (Garbage Collection)

Atkritumu savākšana ir process, kurā tiek atgūta atmiņa, ko jūsu spēle vairs neizmanto. Bieža atkritumu savākšana var izraisīt veiktspējas traucējumus.

• Izvairieties no atmiņas piešķiršanas Update ciklos: Atmiņas piešķiršana Update ciklos var izraisīt biežu atkritumu savākšanu. Atkārtoti izmantojiet esošos objektus vai izmantojiet objektu pūlu (object pooling), lai izvairītos no nevajadzīgas atmiņas piešķiršanas.
• Izmantojiet StringBuilder, nevis virkņu savienošanu: Virkņu savienošana rada jaunus virkņu objektus, kas var novest pie atkritumu savākšanas. Izmantojiet StringBuilder, lai modificētu virknes bez jaunu objektu radīšanas.
• Kešojiet mainīgos: Kešojiet bieži piekļūstamos mainīgos, lai izvairītos no atkārtotām uzmeklēšanām.

Optimizējiet ciklus

Neefektīvi cikli var ievērojami ietekmēt veiktspēju. Optimizējiet savus ciklus, veicot šādas darbības:

• Samaziniet ciklu iterāciju skaitu: Minimizējiet iterāciju skaitu savos ciklos, kad vien iespējams.
• Izmantojiet efektīvas datu struktūras: Izmantojiet efektīvas datu struktūras, piemēram, vārdnīcas un jaucējtabulas, lai optimizētu uzmeklēšanas.
• Izvairieties no nevajadzīgiem aprēķiniem: Izvairieties no nevajadzīgu aprēķinu veikšanas ciklu iekšienē.

Optimizējiet korutīnas (Coroutines)

Korutīnas var būt noderīgs rīks asinhronai programmēšanai, bet tās var kļūt par veiktspējas vājo vietu, ja tiek nepareizi izmantotas.

• Izvairieties no biežas jaunu korutīnu izveides: Bieža jaunu korutīnu izveide var novest pie atkritumu savākšanas. Atkārtoti izmantojiet esošās korutīnas, kad vien iespējams.
• Izmantojiet WaitForSecondsRealtime: WaitForSecondsRealtime mazāk ietekmē laika mērogs (time scale) nekā WaitForSeconds, padarot to piemērotāku korutīnām, kurām jādarbojas neatkarīgi no spēles laika mēroga.

Izmantojiet objektu pūlu (Object Pooling)

Objektu pūls ir tehnika, kas ļauj atkārtoti izmantot objektus, nevis tos pastāvīgi radīt un iznīcināt. Tas var ievērojami samazināt atkritumu savākšanu un uzlabot veiktspēju, īpaši objektiem, kas tiek bieži radīti un iznīcināti, piemēram, šāviņiem vai daļiņām. Ieviesiet objektu pūla klasi, lai pārvaldītu objektu izveidi, iegūšanu un pārstrādi.

Atmiņas pārvaldība

Mobilajām ierīcēm ir ierobežota atmiņa, tāpēc efektīva atmiņas pārvaldība ir izšķiroša veiktspējai. Šeit ir dažas atmiņas pārvaldības tehnikas:

• Atbrīvojiet neizmantotos resursus: Atbrīvojiet neizmantotos resursus, piemēram, tekstūras un modeļus, lai atbrīvotu atmiņu. Izmantojiet Resources.UnloadUnusedAssets() vai AssetBundle.Unload(), lai atbrīvotu resursus.
• Izmantojiet Addressable Asset System: Addressable Asset System ļauj efektīvāk pārvaldīt resursus un ielādēt tos pēc pieprasījuma. Tas var ievērojami samazināt jūsu spēles sākotnējo atmiņas nospiedumu.
• Samaziniet tekstūru izmēru: Kā minēts iepriekš, izmantojiet saspiestas un zemākas izšķirtspējas tekstūras, lai samazinātu atmiņas patēriņu.
• Optimizējiet audio failus: Izmantojiet saspiestus audio formātus, piemēram, MP3 vai Vorbis, un samaziniet savu audio failu bitu pārraides ātrumu.

Platformai specifiska optimizācija

Android un iOS ir atšķirīgas operētājsistēmas, aparatūras arhitektūras un API ierobežojumi. Optimizācijai var būt nepieciešami platformai specifiski pielāgojumi.

Android optimizācija

• Izmantojiet ETC2 tekstūru saspiešanu: ETC2 ir plaši atbalstīts tekstūru saspiešanas formāts Android ierīcēs.
• Mērķējiet uz konkrētām arhitektūrām: Veidojiet savu spēli konkrētām CPU arhitektūrām, piemēram, ARMv7 vai ARM64. Tas var uzlabot veiktspēju un samazināt jūsu APK izmēru.
• Optimizējiet dažādām ekrāna izšķirtspējām: Android ierīces ir pieejamas ar plašu ekrāna izšķirtspēju klāstu. Optimizējiet savu lietotāja saskarni un resursus dažādām ekrāna izšķirtspējām, lai nodrošinātu konsekventu vizuālo pieredzi.
• Izmantojiet ProGuard: ProGuard ir koda samazināšanas un maskēšanas rīks, kas var samazināt jūsu APK izmēru un apgrūtināt tā reverso inženieriju.

iOS optimizācija

• Izmantojiet ASTC tekstūru saspiešanu: ASTC ir elastīgs tekstūru saspiešanas formāts, kas ir labi piemērots iOS ierīcēm.
• Izmantojiet Metal grafikas API: Metal ir Apple zema līmeņa grafikas API. Metal izmantošana var uzlabot renderēšanas veiktspēju salīdzinājumā ar OpenGL ES.
• Optimizējiet dažādām ekrāna izšķirtspējām: Arī iOS ierīces ir pieejamas ar dažādām ekrāna izšķirtspējām. Optimizējiet savu lietotāja saskarni un resursus dažādām ekrāna izšķirtspējām.
• Izmantojiet App Thinning: App Thinning ļauj piegādāt optimizētas jūsu lietotnes versijas dažādām iOS ierīcēm, samazinot lejupielādētās lietotnes izmēru.

Labākās prakses globālai izvietošanai

Optimizējot globālai auditorijai, apsveriet šīs labākās prakses:

• Pārbaudiet uz dažādām ierīcēm: Pārbaudiet savu spēli uz plaša ierīču klāsta no dažādiem ražotājiem un cenu punktiem, lai nodrošinātu saderību un veiktspēju dažādos reģionos. Apsveriet ierīces, kas ir izplatītas jaunattīstības tirgos, nevis tikai lielāko zīmolu flagmaņu modeļus.
• Optimizējiet dažādiem tīkla apstākļiem: Izstrādājiet savu spēli tā, lai tā būtu noturīga pret neuzticamiem vai lēniem tīkla savienojumiem. Ieviesiet tādas funkcijas kā bezsaistes režīms vai datu kešošana.
• Lokalizējiet savu spēli: Lokalizējiet savas spēles tekstu, audio un grafiku dažādām valodām un kultūrām, lai padarītu to pievilcīgāku spēlētājiem dažādos reģionos.
• Apsveriet datu privātuma noteikumus: Esiet informēts par datu privātuma noteikumiem, piemēram, GDPR Eiropā, un nodrošiniet, ka jūsu spēle atbilst šiem noteikumiem.
• Pārraugiet veiktspēju un analītiku: Nepārtraukti pārraugiet savas spēles veiktspēju un analītiku, lai identificētu uzlabojumu jomas un saprastu, kā spēlētāji izmanto jūsu spēli dažādos reģionos.

Rīki un resursi

Šeit ir daži noderīgi rīki un resursi mobilo spēļu optimizācijai:

• Unity Profiler: (Window -> Analysis -> Profiler)
• Android Studio Profiler: (Pieejams Android Studio)
• Xcode Instruments: (Pieejams Xcode)
• Unity Asset Store: Tirgus vieta Unity resursiem, ieskaitot optimizācijas rīkus un spraudņus.
• Unity dokumentācija: Oficiālā Unity dokumentācija sniedz detalizētu informāciju par visiem Unity izstrādes aspektiem, ieskaitot optimizāciju.
• Tiešsaistes forumi un kopienas: Tiešsaistes forumi un kopienas, piemēram, Unity Forums un Stack Overflow, ir lieliskas vietas, kur uzdot jautājumus un dalīties zināšanās.

Noslēgums

Mobilo spēļu veiktspējas optimizācija ir nepārtraukts process. Izprotot mobilās platformas izaicinājumus un iespējas, efektīvi izmantojot profilēšanas rīkus un pielietojot šajā ceļvedī izklāstītās tehnikas, jūs varat radīt augstas kvalitātes, saistošas mobilās spēles, kas labi darbojas uz plaša ierīču klāsta un piesaista globālu auditoriju. Atcerieties rūpīgi pārbaudīt savu spēli uz dažādām ierīcēm un tīkla apstākļiem, kā arī nepārtraukti pārraudzīt veiktspēju un analītiku, lai identificētu uzlabojumu jomas. Neaizmirstiet par globālo datu privātuma un lokalizācijas nozīmi jūsu spēlē.