常见游戏渲染Profiler工具使用指南

前言

最近除了拼UI之外也在断断续续做着渲染性能优化工作，其实这块内容说难也不难，说简单肯定也不简单，不难是因为当今Profiler工具相当完善，甚至可以精确到每一条Shader汇编指令的耗时，XCode还可以给出优化建议，不简单是因为很多时候就算得知了性能热点，但却不知道如何下手，因为需要掌握的知识很多，比如要会看Nvidia，OpenGL，Vulkan等后端API的汇编码，要知道做了优化操作之后对渲染流程中各个模块的影响，比如为了减少OverDraw把Alpha Blend改成Alpha Test，Early-z会不会失效，在移动平台是不是性能更高，还有些情况让人纠结，比如优化了下ALU耗时，带宽又上去了。

对于老手来说可能一行代码写下来，什么带宽，ALU耗时，精度转换，甚至汇编码都知道是什么个情况了，对于新手来说，就得老老实实对着Profiler工具慢慢看，慢慢调。当然这是少数情况了，大部分情况下老手们依旧要看Profiler，因为谁也捉摸不透不同的GPU架构和指令集会做出怎么样的优化（负优化），所以于情于理Profiler工具的学习还是很必要的。

目前用下来感觉最好用的移动平台Profiler工具有三个

Renderdoc （全平台通用，AMD平台还支持查看更加详尽的数据例如ALU消耗，读写带宽等）
Snapdragon (高通晓龙专用)
XCode （果子爹Metal专用）

Renderdoc

Renderdoc的文档相当详尽，完全可以跟着官网教程走一遍，然后根据自己的需要再仔细查看特定模块的使用方法

也有同好整理了中文版文档，可以用于快速预览

注意点

由于GPU时钟频率是不断变化的，所以每次点击

获取的耗时是浮动的，所以我们要多点击几次，取平均值

Snapdragon

界面比Renderdoc美观许多，并且有可视化曲线图可以辅助观测性能变化，美中不足的是它支持的机型覆盖率感觉不是特别高，同事的小米10可以跑，我的华硕ROG就跑不了（同样是高通骁龙）

XCode

XCode使用起来手感最佳，并且随着XCode的更新迭代，现在进行Profiler已经不需要像之前那样跑去官网申请开发者账号这么麻烦了，直接可以在XCode中一气喝成

XCode开发者账号配置

打开XCode后点击菜单栏Xcode -> Preferences… -> Account -> 添加自己AppId (也会作为我们的TeamId) -> Manage Certificates -> 添加App Development

Unity打包

切换至IOS平台，配置Run in Xcode（如果没自动识别就手动配置Xcode目录），设置Debug模式 + DevelopmentBuild

打开BuildSetting，填写TeamId（AppId），勾选Automatically Sign

随后回到构建窗口，点击Build即可

他会输出xcode工程至你选择的目录，随后使用XCode打开这个目录

IOS手机连接

手机连接后会显示是否信任此电脑，点击是即可

XCode工程配置

点击工程的根目录图标，配置Signing & Capabilities

勾选Automatically Sign
Team选择我们配置的自己的开发者账号
Bundle Identifier需要配置一个唯一的字符串，不能用默认的

如果此时依旧有报错，可以无视，大概率是我们刚申请的开发者账号还没刷新，不影响使用，点击左上角的开始按钮即可开始构建安装包到IOS手机

Profiler

选中像喷漆一样的图标，然后点击M图标即可进行一帧的抓取

更加具体的内容可以参见知乎上几篇使用说明，虽然也有疏漏，但是XCode功能雀氏很多，很难一篇文章讲的干干净净，剩下的就自己摸索吧，反正是傻瓜式工具，看哪里没点过就点哪里

总结

Profiler工具介绍完了，现在总结一下通用注意点

任何Profiler工具的耗时都需要结合当前GPU的频率去计算得出真正的耗时，比如某个draw耗时3ms，但是GPU频率只达到满血的一半，那么其实这个draw耗时可以大胆压缩30%~40%左右，之所以不是100%一方面是因为draw耗时有多个模块组成，另一方面是因为我们为了保证发热量，不会让GPU满载，一般跑到13~14ms就差不多到极限了。当然了如果就是想测满血性能，那就把场景搞得复杂一点，让GPU耗时超过16.6ms即可