研究思路:GPUAnimation把动画放入GPU中处理,BatchRendererGroup进行动态批量渲染处理,Jobs+Burst进行多线程处理逻辑(移动、攻击等),RVO2采用Jobs的寻路导航。
准备工作:
Editor => Project Setting =>Package Manager => Enable Pre-release Package勾选
PackageManager安装以下:Jobs、Burs、Universal RP
URP渲染管线
Rendering=>Create “Universal Render Pipeline Asset”
Editor=>Project Setting=>Quality=>RenderPipelineAsset=>“Universal Render Pipeline Asset”
Editor=>Project Setting=>Graphics=>ScriptsableRenderPipelineSetting=>“Universal Render Pipeline Asset”
Job System C#任务系统
- 在Job System对外之前,Unity虽然内部是多线程处理,但是外部的代码都必须跑在主线程上。
- C#虽然支持Thread,但是在Unlty中只能处理数据,例如:网络消息、下载。如果想在Thread中调用Unity的API那是不行的。
- 有了Job System就可以充分利用CPU的多核,例如:在多线程中修改Transform旋转、缩放、平移
- 例如:MMO游戏判断碰撞、大量同步角色坐标、大量的血条飘字等都比较适合Job System
- Unity没有直接将Thread开放出来,可以有效避免Thread被滥用,开发者可放心使用Job而不用太多关心如线程安全、加锁这些问题。
- Job最好配合Burst编译器,这样能生成高效的本地代码(后面会细聊Burst)
job中只能使用值类型(float,int,uint,short,bool。。。),enums,structs和其他类型的指针。
job中不能使用引用类型,T[]数组属于引用类型,无法使用,使用NativeArray<T>[]替代。
所以:接口IJob是个开线程的操作,再job中按顺序执行,所以可以准确的保证值的准确性
//在job中按顺序执行,所以可以准确的保证值的准确性struct MyStruct : IJob{public NativeArray<float> values;public float offset;public void Execute(){for (int i = 0; i < values.Length; i++){values[i] += offset;}}}void Update(){NativeArray<float> values = new NativeArray<float>(500, Allocator.Persistent);MyStruct myStruct = new MyStruct();myStruct.values = values;myStruct.offset = 10;for (int i = 0; i < 1000; i++){JobHandle jobHandle = myStruct.Schedule();jobHandle.Complete();}values.Dispose();}
接口IJobParallelFor,在job中按并行执行,内部会自动加锁
//在job中按并行执行,内部会自动加锁struct MyStruct2 : IJobParallelFor{//声明数据是只读的,意味着copy这个数据不需要加锁[ReadOnly]public NativeArray<float> copy;//非声明ReadOnly,默认values为write/read,数据一旦改变,job会等待public NativeArray<float> values;public void Execute(int index){values[index] = copy[index];}}void Update(){NativeArray<float> values = new NativeArray<float>(500, Allocator.Persistent);NativeArray<float> copy = new NativeArray<float>(500, Allocator.Persistent);for (int i = 0; i < copy.Length; i++){copy[i] = Random.Range(0, int.MaxValue);}MyStruct2 myStruct = new MyStruct2();myStruct.values = values;myStruct.copy = copy;for (int i = 0; i < 1000; i++){JobHandle jobHandle = myStruct.Schedule(values.Length, 32);jobHandle.Complete();}values.Dispose();copy.Dispose();}
Burs编译器
- Burst编译器是以LLVM为基础的后端编译技术。
- 编译器的原理会分5个步骤;源代码—》前端—》优化器—》后端—》机器码。
- LLVM的定义了个抽象语言IR,前端负责将源代码(C#)编译成IR,优化器负责优化IR,后端负责将IR生成目标语言这里就是机器码。
- 正是因为抽象语言IR的存在,所以LLVM支持的语言很多,而且也方便扩展C#、ActionScript、Ada、D语言、Fortran、GLSL、Haskell、Java字节码、Objective-C、Swift、Python、Ruby、Rust、Scala等 语言。
- LLVM代码是开源了,所以Unlty很适合用它来做Burst的编译。
- 遗憾的是LLVM对C#的GC做的不好,所以burst只支持值类型数据编译,不支持引用类型数据编译
Unity.Mathematics数学库
- Unity.Mathematics提供矢量类型(float4,float3..)它可以直接映射到硬件SIMD寄存器。
- Unlty.Mathematics的Math类中也提供了直接映射到硬件SIMD寄存器。
- 这样原本CPU需要一个个计算的,有了SIMD可以一次性计算完毕。
- 需要注意的是unlty之前的Math类默认是不支持映射SIMD寄存器的。
如何启动BursCompile,我们可以在C#代码中使用Burst编译器。在需要使用Burst编译器的方法或类上添加[BurstCompile]属性。
我们需要在Unity3D项目的Player Settings中启用Burst编译器。在Unity3D编辑器中,选择Edit -> Project Settings -> Player,在Inspector窗口中找到Scripting Backend选项,选择IL2CPP,并勾选“Enable Burst Compilation”选项即可。
- Struct上添加BursCompile即可。
- Struct必须是继承IJob类,否则无效。
//在job中按顺序执行,所以可以准确的保证值的准确性[BurstCompile]struct MyStruct : IJob{public NativeArray<float> values;public float offset;public void Execute(){for (int i = 0; i < values.Length; i++){values[i] += offset;}}}
设计模式-组合模式: 类似GameObject上绑定组件,组件化。
GPU Instancing Animation
我这里给大家提供个基础方案:https://github.com/piti6/UnityGpuInstancedAnimationhttps://github.com/piti6/UnityGpuInstancedAnimation
这里要注意的是:不支持fbx里面有多个skinnedMeshRenderer,需要手动分离多个Prafabs,Editor中仅支持生成带Animator和Controller的Prefab。
With your custom FBX files
- Create prefab with target file.
- Make sure you have one SkinnedMeshRenderer on your prefab - (also counts children SkinnedMeshRenderer)
I have no plan to support Nested SkinnedMeshRenderer. - Make sure you referenced AnimatorController to your skinnedMeshRenderer`s Animator with setup-wanted animations.
- Click your prefab, then click top menu AnimatedMeshRendererGenerator -> MeshToAsset.
- Call AnimatedMeshAnimator::Play(string animationName, float offsetSeconds) on your script.
(Warning - animationName goes to original Animator`s display name, not file name.)
所以,我这里自己修改了以下步骤:
- 添加Editor编辑面板。
- 先根据Animator和Controller查找对应的Clips资源,若没有直接在FBX中查找Clips资源
上测试图,这是开启URP的效果:
接下来聊下如何适配URP:
Github的项目本身是2018年的产物,为什么选择这个项目是因为其他的烘焙动画项目的渲染图太大了,这个项目就比较友好,简单易懂易二次开发,渲染的动画图较小。
项目的Shader采用表面着色器,其实URP渲染管线支持几何、片段、顶点等等,但是这个项目的shader是不支持的,所以需要大家自行去修改支持URP的Shader或者Vertex的Shader,其实很简单,把表面着色器的代码修改为顶点着色器的代码,在修改为URP的代码。
代码借鉴:
Unity 手把手教你从Built-in升级URP - 知乎一、前言URP正式发布已经很久了,现在是2023年,但是发现现在网上的一些Shader教程还是大多都是基于Built-in的,感觉对于新手同学们不是很友好,关于URP的教程又少之又少。 这里结合个人经验以及网络上的一些资料…https://zhuanlan.zhihu.com/p/604880712
未完待续。。。。
有兴趣的小伙伴可以关注一波
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