유니티 최적화

[ 병목현상 원인 ]

[ CPU ]

• • • 너무 많은 Draw Call

    • 복잡한 Scripts

• • 복잡한 Physics

[ Vertex Processing ]

• • • 너무 많은 Vertex

    • 버텍스당 너무 많은 연산 (복잡한 Shader)

[ Fragment Processing ]

• • • 너무 많은 OverDraw

    • 너무 많은 Fragment 연산 (Fragment 셰이더 /픽셀 셰이더)

[ Band Width ]

• • • 크고, 압축되지 않은 텍스쳐

    • 고해상도 프레임 버퍼

• • 참고 : http://www.inven.co.kr/webzine/news/?news=164970

[ 프로 파일러 ]

• 병목 현상을 체크

• Window >> 프로파일러 - 최권희

[ 스크립트 최적화 / GC ]

• FindObject 계열의 함수는 느리다 (미리 찾아서 캐싱)

• 나눗셈보다는 곱셈이 몇 십배 빠르다.

  • magnitude 보다는 sqrMagnitude를 사용해서 비교한다.

    • magnitude : 벡터의 길이를 float로 얻음

    • sqrMagnitude : 벡터의 길이 제곱을 float로 얻음(sqrt 안함)

  • 삼각함수의 값은 상수로 저장하고, 사용하는 것이 좋다.

• 빈 가상 함수는 제거

  • 비어있는 Start(), Update() 같은 함수는 성능에 영향을 미친다.

  • ResourceLoadAsync() 함수는 엄청 느리다

    • 게임 레벨 로드시에 사용했을 경우, 일반 함수에 비해 수십배나 느렸다.

  • Update()에서의 처리보다는 Coroutine 처리를 한다.

  • 8. 충돌체의 이동

    • - 리지드 바디가 없는 고정 충돌체를 움직이면 CPU에 부하가 발생된다.

    • - 이 경우, 리지드 바디를 추가하고 IsKinematics 옵션을 준 후 움직이는 것이 좋다.

  • 10. Solver Iteration Count 조절

    • - 물리 관련 계산을 얼마나 정교하게 할 것인지 지정. ( 높을수록 정교해진다. )

    • - Edit > Project Settings > Physics 메뉴에서 설정.

    • 11. Sleep 조절

    • - 리지드 바디의 속력이 지정된 수치보다 작을 경우, 자동으로 휴면 상태에 들어간다.

    • - Edit > Project Settings > Physics 메뉴에서 설정.

    • - Physics.Sleep() 함수를 이용해서 강제 휴면 상태를 만들 수도 있다.

    • (Awake()함수에서 사용하면 레벨이 로딩되기 전까지 물리 엔진 사용을 자제시킬 수 있다.)

[ Garbage Collector (GC) 관련 ]

• • • [ 기본 지식 사항 ]

    • 가비지 컬렉션(Garbage Collection)

      • 더 이상 사용되지 않는 메모리는 알아서 해제해 줌

    • Reference Type과 Value Type

      • 복사되는 메모리와 주소를 참조하는 객체를 명확히 구분

      • Reference Type

        • 참조 타입, 인스턴스의 주소 값만 참조

        • Heap 영역에 메모리 할당

        • 예> class 등으로 생성된 Instance

      • Value Type

        • 값 타입, 데이터 크기만큼 실제 메모리 복사

        • Stack 영역에 메모리 할당

        • 예> int, float 등의 기본 타입과 구조체

    • 가비지 컬렉션

      • GC.Collect()

        • 항당된 메모리들 중에 가비지를 골라서 메모리를 해제

        • CPU 장시간 점유, GC는 큰 비용이 드는 작업

      • 가비지 컬렉션 시점

        • 메모리를 더 이상 할당 할 수 없을 때

        • 가비지가 어느 정도 쌓이면 스스로 수행

        • System.GC.Collect() 호출시

    • 데이터 타입에는 class 대신 구조체 사용

      • 구조체는 GC에 들어가지 않는다. Stack 영역에 할당되기 때문

      • Value와 Reference의 차이

        • Vector3 자료형은 지역 변수(Stack 영역)

        • Transform은 Reference (Heap 영역)

    • Instantiate/Destroy 함수를 이용한 프리팹 생성/해제는 비용이 큼

      • 오브젝트 풀링으로 사용 권장

      • 에셋스토어에 이미 만들어진 오브젝트 풀링 소스가 있다.

      • 예제> 오브젝트 풀 스크립트 작성할 것 - 임수동

• • 적절한 시기에 메모리 정리

    • • GC.collect() / Resources.UnloadUnusedAsset() 호출해서 텍스쳐등 실제 메모리에서 제거

      • 그렇다고 원하는 시점에 처리되지 않는다.

      • Dispose 수동 호출

        • 오브젝트의 dispose를 수동으로 호출하여, 즉시 cleanup

• • • 예제> 해볼 것

    • WeakReference

      • System.WeakReference 클래스

      • GC에 의한 객체 회수를 허용하면서 객체 참조

      • WeakReference 객체로 참조 중인 인트턴스가 삭제되면 null로 자동 셋팅

        • Dispose와 같이 사용하면 훌륭할 수 있다는

        • 참조 : http://mirwebma.tistory.com/142 / http://ehdrn.tistory.com/335

    • 임시 객체들을 만들어내는 API들을 조심

      • GetCoponents<T>, Mesh.Vertices, Camera.allCameras, etc

      • 한번만 호출하여, 객체를 캐싱해두고 사용하자

• • 문자열의 병합은 StringBuilder

    • • StringBuilder.Append()함수를 사용하여 병합

      • 예제> 해볼 것 - 최윤서, 조호용

• • • foreach 대신에 for문 사용

      • foreach는 한번 돌 때마다 24byte의 쓰레기 메모리를 생성 ( 데이터 타입을 일치하기 위해 임시 메모리를 사용)

    • 태그 비교에는 compareTag() 사용

      • if(go.tag == "enemy") 대신에 go.compareTag("enemy") 사용 (tag 프로퍼티를 호출하는 것은 추가적인 메모리를 할당하고 복사함)

    • 박싱(Boxing)과 언박싱(Unboxing) 줄이기 - 최윤서, 조호용

      • Boxing : 값(Value) 타입을 참조(Reference)타입으로 변경하는 것

      • Boxing은 스택에 있는 값을 힙에 새로운 공간을 생성한 후 복사 한다. 이 공간을 Box 라고 부른다.

      • Unboxing : 참조 타입을 값 타입으로 변경하는 것

      • Unboxig은 Boxing 된 참조타입을 이전 값 타입으로 다시 변경하는 것으로 , 해당 참조가 대상으로 지정한 값 타입을 Boxing 한 값인지 확인 한 후 , 힙에 존재하는 객체의 값을 스택에 있는 값으로 복사한다.

    • 결과 적으로 Boxing 과 Unboxing 을 거치면 메모리상에 2개의 메모리가 생성되는데, 주로 Collection에서 boxing이 빈번하게 발생

      • 자료구조(Collection)

        • Array : 아이템들의 크기가 일정하고, 순서가 변할 일이 없다면 일반 배열을 사용하는 것이 가장 빠르게 동작한다.

        • ArrayList : 아이템들의 크기가 자주 변하고 순서도 자주 바뀌는데다, 모든 아이템이 레퍼런스형일 경우 사용한다.

        • List<T> : ArrayList인데 저장하는 데이터가 밸류 타입이면 제네릭 List를 사용해야 박싱이 일어나지 않는다.

        • Hashtable : 키와 값으로 구성된 사전류의 데이터를 관리할 때 해시 테이블을 사용하면 편리하다.

        • Dictionary<K, V> : 해시 테이블과 동일한 기능을 수행하나, 데이터의 형식이 밸류 타입이면 제네릭 Dictionary를 사용해야 박싱이 일어나지 않는다.

      • 예제> 해볼 것

[ Resource 최적화 ]

[ Texture ]

• • • Import시 "Optimize Mesh" 옵션 사용

      • 변환 전/후 버텍스 캐쉬를 최적화 해준다.

      • Player Setting > Other Settings

      • 예제> 해볼 것

    • 텍스쳐 사이즈는 2의 제곱근 (POT : Power of Two)

      • POT가 아닌경우 POT가 되도록 유니티가 자동 변환한다.

    • 텍스쳐 아틀라스를 활용하라.

      • UI만이 아니라, 같은 재질의 오브젝트들을 묶음

      • 예> UI만 해볼 것

    • 압축된 텍스쳐와 밉맵을 사용하자. (대역폭 최적화)

    • 32bit가 아닌 16bit 텍스쳐 사용도 상황에 맞게 고려.

    • 흰색 그림에 색깔을 입히는 형태로 다양한 UI 연출

• • 폰트 이미지 - 최우성

    • • Packed Font 활용

      • Packed Font는 언제 사용할까??

• • • [ 관련 사이트 ]

    • http://techholic.co.kr/archives/17907

    • http://www.slideshare.net/olambdao/unity3d-2d-20130424?related=1

[ Material 관련 ] - Draw Call 확인

• • Batches

    • Object Combine - 전수라, 차수빈

      • • Script 패키지 - CombineChildren 컴포넌트 제공

          • 하위 오브젝트를 모두 하나로 통합

          • 통합하는 경우 텍스쳐는 하나로 합쳐서, Texture Atalas를 사용해야 함

        • -CombineChildren 컴포넌트를 사용할 경우, 하위 오브젝트가 모두 하나가 되어서 빛의 계산을 모두 수행하는 등 불필요한 계산이 발생하는 단점도 있다.

• • • • 예제> CombineChildren해볼 것

      • 예제>

        • 하나의 모델링에 여러 메터리얼(모델링당 다른 머터리얼) & 하나의 모델링에 하나로 합친 머터리얼(다른 메터리얼들을 하나로 합친 머티리얼)

        • 여러 개의 모델링에 하나의 메터리얼 생성하는 결과물 예제 만들기

• • • Static Batching & Dynamic Batching

• • • • Static Batch

        • 움직이지 않는 오브젝트들은 static으로 설정

        • static으로 설정된 게임 오브젝트에서 동일한 재질을 사용할 경우 자동으로 통합

        • 통합되는 오브젝트를 모두 묶어 커다란 메쉬로 만들어서 따로 저장(메모리 사용량 증가)

      • Dynamic Batch

        • 움직이는 물체를 대상으로 동일한 재질을 사용할 경우, 자동으로 통합

        • 동적 배칭은 계산량이 많으므로, 정점이 900개 미만인 오브젝트만 대상이 됨

      • 예제> 옵션 키고 끄는 걸로 보일 수 있도록 - 차수빈, 전수라

• • • Cast Shadows & Receive Shadows -

• • • • 예제 실습

        • Cast Shadows 실습

        • Receive Shadows 실습

        • Shader(Particles/Alpha Blended)를 이용한 Shadow 처리 실습

[ Sound ]

• • • 모바일에서 스테레오는 의미 없음 >> 모노로 인코딩

    • 2D 사운드로 변경 (사운드 import시 자동 3D 사운드)

    • 압축 사운드(mp3, ogg), 비압축 사운드(wav) 구별

      • 압축 사운드 : 배경 음악 / 비압축 사운드 : 효과음

[ Graphics PipeLine 최적화 ]

[ CULL ]

• • 프러스텀(Frustum) 컬링

    • Layer 별로 컬링 거리를 설정하는 것이 가능하다.

    • 멀리 보이는 중요한 오브젝트는 거리를 멀리 설정하고 중요도가 작은 풀이나 나무등은 컬링 거리를 짧게 설정한다.

    • 참고 : http://docs.unity3d.com/kr/current/Manual/class-Camera.html

    • 예제> 해볼것

  • 오클루젼(Occlusion) 컬링

    • http://www.inven.co.kr/webzine/news/?news=48504

      • 예제> 해볼 것

    • 예제> 해볼 것

[ Shader ]

• • Shader의 Mult-pass

    • 예제 실습

      • Pass에 따른 Batches 확인

  • 기본 셰이더는 모바일용 셰이더 사용

    • • Mobile > VertexLit은 가장 빠른 셰이더

    • 복잡한 수학 연산 자제

      • pow, exp, log, cos, sin 같은 수학 함수들은 고비용

      • 텍스쳐 룩업테이블을 만들어서 사용하는 방법이 좋다.

      • 예제> 해볼 것

      • 알파 테스트 연산(discard)은 느리다.

      • 기본적인 연산보다는 최적화 시키고 간략화시킨 공식들을 찾아서 사용한다.

      • 실수 연산

        • float : 32bit - 버텍스 변환에 사용. 아주 느린 성능(픽셀 셰이더에서 사용은 피함)

        • half : 16bit - 텍스쳐 uv에 적합. 대략 2배 빠름

        • fixed : 10bit - 컬러, 라이트 계산과 같은 고성능 연산에 적합. 대략 4배 빠름

[ Light ]

• • • 라이트 맵 사용

      • 고정된 라이트와 오브젝트의 경우(맵) 라이트 맵을 최대한 활용

      • 아주 빠르게 실행된다.(Per-Pixel Light보다 2~3배)

      • 더 좋은 결과를 얻을 수 있는 GI와 Light Mapper를 사용할 수 있음

    • (Pixel) Light 개수 처리

      • 예제>

        • (Pixel) Light 개수에 따른 Draw Call 확인

        • Light의 Render Mode : Not Import에 따른 Draw Call 확인

[ Overdraw ]

• • 화면의 한 픽셀에 두번 이상 그리게 되는 경우(Fill rate)

  • 특히 2D 게임에서는 Draw Call 보다 더욱 큰 문제가 된다.

  • Depth testing으로 인해서 오버드로우를 방지한다.

  • 하지만 알파 블랜딩이 있는 오브젝트의 경우에는 알파 소팅 문제가 발생

  • 반투명 오브젝트는 뒤에서부터 앞으로 그려야 한다. -> Overdraw 증가

[ 스크립트 최적화 / GC ]

[ Fixed Update 주기 조절 ]

• • • FixedUpdate()는 Update와 별도로 주기적으로 불림

    • 디폴트는 0.02초, 즉 1초에 50번이나 호출

    • TimeMangaer에서 수정 가능

    • 게임에 따라, 0.2초 정도(혹은 그 이상)로 수정해도 문제 없음

    • 예제> 해볼 것

[ 물리엔진 설정 및 물리 엔진 스크립트]

• • • Static Object : 움직이지 않는 배경 물체는 static으로 설정

    • Maximum Allowed timestep 조정

      • 시스템에 부하가 걸려, 지정된 시간보다 오래 걸릴 경우, 물리 계산을 건너뛰는 설정

    • PhysicsManager : Solver Iteration Count 설정

      • 물리 관련 계산을 얼마나 정교하게 할지를 지정(높을 수록 정교)

    • Sleep 조절

      • 리지드 바디의 속력이 설정된 값보다 작을 경우, 휴면상태에 들어감

      • Physics.Sleep()함수를 이용하면, 강제 휴면 상태를 만들 수 있음( 각 GameObject 당)

    • ControllerColliderHit 콜백에 의존하지 않게 코드를 수정

      • 이들의 콜백은 빠르게 작동하지 않음

    • 천 물리 설정은 스킨드 메쉬로 교체

      • 미학적인 부분과 성능적인 균형을 고려해야 함

    • 래그돌 사용 최소화

      • 래그돌은 또 다른 물리 시뮬레이션이기 때문에 꼭 필요한 경우에만 활성화

    • 태그 대신 레이어

      • 물리 처리(충돌처리)에서 태그로 처리하는 것보다 레이어가 훨씬 유리, 성능과 메모리에서 장점을 가진다.

    • 메쉬 콜라이더는 사용하지 않는다.

    • 레이케스트와 Sphere Check 같은 충돌 감지 요소를 최소화

    • Tilemap Collision Mesh

      • 2D 게임에서 타일맵의 Collision Mesh를 최적화

      • 연결된 Tilemap을 하나의 Collision Mesh로 물리 연산을 최적화하라.

[ 기타 ]

• • 권장 텍스처 사용하기.

    • 아이폰 (PowerVR) : PVRTC

    • 안드로이드 (Tegra) : DXT

    • 안드로이드 (Adreno) : ATC

    • 안드로이드 (공통) : ETC1

[ 참고 사이트 ]

• • http://gyugyu.tistory.com/1

  • http://illu.tistory.com/592

  • http://www.slideshare.net/hnam7/unite-2013-optimizing-unity-games-for-mobile-platforms-37933478

  • http://www.slideshare.net/AlexanderDolbilov/google-i-o-2014?next_slideshow=1

  • http://www.slideshare.net/hnam7/unite-2013-optimizing-unity-games-for-mobile-platforms-37933478

  • https://www.slideshare.net/agebreak/141206-42456391

  • http://lonpeach.com/2017/02/19/unity3d-optimizing-performance/

  • https://loadofprogrammer.tistory.com/148

  • http://smilejsu.tistory.com/538

  • http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=whitejopd&logNo=70166651512

  • http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=whitejopd&logNo=70166651469&parentCategoryNo=&categoryNo=&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView

  • http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=whitejopd&logNo=70166651365&parentCategoryNo=&categoryNo=&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView

  • https://sites.google.com/site/jnjnote/home/unity3d/etc/c-memory-management-for-unity-developers/c-memory-management-for-unity-developers-part-1-of-3

  • https://daeson.tistory.com/120

  • https://tenlie10.tistory.com/168

  • https://smilejsu.tistory.com/560

  • https://hkn10004.tistory.com/29

  • https://3dmpengines.tistory.com/1740

  • https://jeahnote.tistory.com/35

  • https://unityindepth.tistory.com/entry/%EC%9C%A0%EB%8B%88%ED%8B%B0-%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC-%EA%B8%B0%EB%B3%B8-%EA%B0%9C%EB%85%90-1

  • https://unity.com/kr/optimization-corner

  • https://docs.unity3d.com/kr/2018.4/Manual/MobileOptimisation.html

  • https://sogoagain.github.io/2019/12/06/%EC%8B%A4%EC%88%98%EB%85%B8%ED%8A%B8-%EC%BA%90%EC%8B%B1%EB%90%9C-%EB%A9%94%EC%84%9C%EB%93%9C%EB%8A%94-%EB%B3%80%EA%B2%BD-%EB%B6%88%EA%B0%80%EB%8A%A5%ED%95%9C-Immutable-%EA%B0%9D%EC%B2%B4%EB%A5%BC-%EB%B0%98%ED%99%98%ED%86%A0%EB%A1%9D-%ED%95%98%EC%9E%90/

  • https://devbobos.github.io/2018/03/06/Unity-%EC%B5%9C%EC%A0%81%ED%99%94-Tips.html