對遊戲開發者而言，著色器長久以來就是遊戲開發中的重要部分，在unity中編寫並實現著色器的過程直觀且高效，優秀的著色器還可以創造非常精美的遊戲畫面，同時保證極高的效能。今天將由unity的技術工程師張陳淵來分享如何對unity shader著色器進行優化。
我們在unity中建立shader著色器的時候，會有四個選項：
除了computer shader外，另外三種並沒有本質的區別。而在書寫unity shader時，有一些寫法會影響到執行效率。
[gamma]與[linear]指定,當顏色空間配製為gamma時，對屬性變數指定為[gamma]和[linear]都是無效的，只有當顏色空間配製為linear時，指定才有效。所以當我們我們需要將乙個vector做為顏色使用，在linear顏色空間下，指定其為[linear]是比[gamma]要高效的，因為如果指定為[gamma]，unity會在cpu端做一次轉換計算。
[noscaleoffset]可以為我們省掉乙個變數的分配，如果不需要用到紋理tiling和offset，請使用[noscaleoffset]。
屬性裡面還有乙個perrenderdata，如果有乙個物體，我們進行渲染一百次，是同乙個材質，但是我們有時候又需要這一百個物體顯示為不同的顏色，那麼怎麼做？一種方法是頂點色這樣做，但是這種方法不是特別好，我們還有一種方法可能是直接在材質屬性裡面加乙個顏色，然後每個材質設不同的顏色。
如果要為每個材質設不同的顏色，unity會幫助你建立一百個這樣的材質，相當於你渲染一百個物體，每個物體顏色不一樣，所以直接設定的時候，會幫助你建立一百個材質，這對於gpu來講會影響，但是更重要是記憶體方面，會有一百個材質的記憶體開銷，這是乙個最大的瓶頸。所以我們引入了perrenderdata的這麼乙個屬性的控制，它可以幫你把這個資料。例如：color顏色，我們不需要將其畫到材質裡面，而是通過render可以設定。
現在介紹一下tags，tags指定渲染順序，告訴引擎如何以及何時將其渲染。unity提供給我們一些預設的渲染佇列，每乙個對應乙個唯一的值，來指導unity繪製物件到螢幕上。這些內建的渲染佇列被稱為background, geometry, alphatest，這些佇列不是隨便建立的，它們是為了讓我們更容易地編寫shader並處理實時渲染的。
下面是佇列的描述：
我們優化的時候對於不透明的物體不需要從後往前畫，例如：很遠的山或者背景，作為background，前面作為geometry，其實前景應該先畫，然後再畫後景。
有時候unity處理的比較粗糙，更多時候需要大家自己進行控制。半透明必須從後往前畫，這裡沒有太多辦法進行優化。disablebatching建議大家不要開啟，預設的情況是不開啟的。
forcenoshadowcasting，例如：當我們畫不透明的物體，需要替換半透明的物體，但是半透明的物體沒有陰影，你可以更改shader**讓它不投射陰影，直接加上forcenoshadowcasting就可以了。
grabpass，我們需要抓緩衝圖有二種方式，如下圖所示
這二種方式的區別是很明顯的，第一種方式是比較低效的，因為grabpass呼叫的時候必定會進行抓取的操作，所以沒次都是不同的。但是下面比較高效，一幀裡面最多隻執行一次，就是第一次使用會執行，後面不會執行。這個根據大家的實際的應用進行選擇。
render state，以前直接寫圖形程式的時候可能會比較關注怎麼設定渲染狀態，當它有變化的時候我們需要設定，沒有變化時候該怎麼處理?
unity引擎是這樣處理的，它把渲染狀態快取，快取的作用就是為了不要頻繁的切換，因為會判斷當前這個狀態和上一次的狀態是不是相同？如果是相同，不需要呼叫圖形api的介面，因為介面呼叫也有一定的消耗。那麼這裡可以引出乙個優化點，如果渲染狀態頻繁的切換，那麼起不到優化的作用。
所以我們寫shader的時候，盡量不要讓這些連續的，不要有太多的渲染狀態，盡量保證是少的，這樣優化作用是大的。例如：aaa連續和bbb連續畫，這樣的效率高於ab間插的渲染。
alpha testing，大家知道在移動端，這是限於硬體的機能限制，盡量不要開啟，在移動端開啟，它的效能會比較低。
color mask，我們在移動端也盡量不要開啟，這是固定的，大家一定要記住，因現在受於移動端的限制，pc端沒有這個限制。
su***ce shader優化是比較難的，這裡統計了一下我們能夠做什麼？我們基本可以做這些事情。預設情況下su***ce shader其實是開啟了所有的計算，我們需要關閉或者模擬一些計算來達到乙個優化的目的。
其次是halfasview，是使用光照方向和視角方向的中間向量替代乙個視角方向，如果大家對比效果，覺得二種比較下來差不多，就可以選擇優化過的效果。
noforwarddadd，如果只有一盞畫素光，你可以開啟這個選項。
最後是環境光，我們可以關掉乙個環境光，因為關了之後有一些優化的計算，這裡優化強度比較大，但是光照損失也是比較大，如果覺得效果可以接受，就可以關掉它。
變體優化是乙個比較重要的點，因為很多人覺得shader很佔記憶體， 上百兆占用都有可能。小的話20多兆，達到上百兆肯定是不行的，那麼我們需要查原因，到底什麼東西導致我們的shader變得這麼大。
unity提供另外乙個關鍵字shader feature，它只會把使用的編譯到包裡面，而不會把沒有用的編譯裡面。multi_compile則會產生所有的變體。收集變體時需要注意，使用shader feature的方式，我們需要建立材質去進行變體的收集，材質需要序列化到場景中。
最後講講shader的**優化，我個人覺得它可優化的空間不大，空間大的地方在哪兒？我們思考優化這些最後的效果，思考這些資料是不是真的應該去進入了渲染管線？這是重點。進入渲染管線的資料優化之後，我們再做shader優化就是錦上添花的事情。
首先我們cpu的軟體裁減是不是高效且正確？當然我們會使用unity的裁減功能，或者可以自己寫。當有over draw時，渲染順序是不是可以再優化 。例如：遠處的陰影是不是真的需要開啟？解析度可以再小一點嗎，最後乙個全屏特效做的次數，大家講的bloom次數非常多，可不可以減少一些？或者其它的全屏特效可不可以集中一次把它做完。這些事情我們思考之後已經優化了很多效率。
最後我們可能需要針對**去進行優化。那麼**優化我們需要利用一些工具做，英偉達的工具，ios我們會使用xcode，安卓有很多或者高通提供的工具我們都可以使用。
我們在**優化的幾個重點：
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