GPU Instancing：Unity游戏开发中的利器
Unity是一种广泛应用的游戏引擎，而GPU Instancing则是Unity中让开发者实现更好性能的一种神器。GPU Instancing是一种将多个相同网格渲染为单个draw call，从而提高游戏性能的技术。这篇简要介绍GPU Instancing的文章将深入了解它在Unity游戏中的应用。
一，GPU Instancing是什么？
在Unity 5中，引入了GPU Instancing的功能，这是一种利用GPU并行性的方法。我们可以通过GPU Instancing来对静态物体进行批量渲染，包括网格、材质和变换。在使用GPU Instancing的情况下，Unity会将多个相同网格的物体实例化并打包到一个批处理中，最终输出不同颜色或被不同材质渲染的相同物体。
例如在一片树林中运行一款游戏时，每个树都是不同的物体，并且它们每个都是单独渲染的。换句话说，每个树都会增加一个绘制调用，这会使游戏的CPU和GPU的负载迅速增加。但是，使用GPU Instancing，我们可以将树视为一个网格，并且能够通过将多个实例化的树打包到同一个批次中来减少draw call的数量。这样能够极大地提升游戏的性能。
二，GPU Instancing的优势
1.减少绘制调用
在GPU Instancing中，一组相同的物体会被视为单个实例化网格，从而减少了绘制调用的数量。这进一步减轻了CPU和GPU的负担。使用GPU Instancing可以达到减少绘制调用数量的效果，进而提高游戏性能。
2.使用单位化的材质
在GPU Instancing中，使用单位化的材质可以更加有效地使用GPU。这是因为所有网格共享相同的材质，绘制调用的数目会降至最低。材料实例化还可能会更加重要，特别是当多个材料都采用相同的纹理时。
3.优化批处理数据
使用GPU Instancing可优化批处理数据，将多个网格实例连接到一个MeshRenderer组件上。例如，在石墙或密集的草地中，则可以看到大量网格的使用，但保存为一个实例化网格和一个网格来进行绘制调用操作非常有效。
4.更快的rendering
GPU Instancing能够更快的使用GPU来加速渲染，提高游戏的性能。由于坐标信息存在缓存中，因此能够更快地进行渲染，从而显著提升游戏的帧率。
5.易于实现
虽然GPU Instancing听起来很复杂，但是它在Unity中非常易于实现。实际上，Unity通过其Graphics类提供了专门的实例化方法。这些方法能够快速配置实例化属性，从而使GPU Instancing更加便于实现。
三，GPU Instancing的适用场景
GPU Instancing是在Unity游戏开发中具有多种适用场景的。由于它确实能够提高渲染性能，因此在以下任何场景中都可以实现GPU Instancing：
1. 在大型场景中的静态网格和对象。
2. 在包含许多网格的场景中。
3. 在具有重复网格的场景中。
4. 在需要优化绘制调用数目的场景中。
除了安装已有的静态网格用作实例化网格的场景之外，GPU Instancing也支持动态实例化。例如，您可以通过手动创建网格并将实例化网格传递给GPU Instancing函数，从而实现动态实例化。
四，GPU Instancing如何实现
GPU Instancing的实现可以分为以下主要步骤。
1.创建Mesh
首先，我们需要创建一个网格并将其传递给ComputeBuffer，将其作为实例化数据显式传递给GPU。
2.准备实例化参数
下一步，需要将传递给每个实例的数据编写到shader的Properties中。这些属性可以包括材质、变换和其他任何需要实例化的属性。
3.声明和传递实例化缓冲区
然后，我们需要声明ComputeBuffer中实例化数据的位置，并将该数据传递给材质的shader。
4.绘制实例化网格
最后，我们可以进行绘制，绘制时需要指定使用GPU Instancing，并传递前面设定的实例化缓冲区。
五，总结
综上所述，GPU Instancing是一种在Unity游戏开发中具有重要作用的技术。通过减少draw call数目，使用单位化材质以及优化批处理数据，游戏开发者可以提高游戏的性能。因此，在适用的场景中，我们强烈建议游戏开发者使用GPU Instancing。同时，Unity具有开箱即用，易于实现GPU Instancing的优点，因此也更适合开发者使用。
