4.9 带宽优化

带宽优化的目的是减少CPU与GPU之间的数据传输。

4.9.1 LOD（Level Of Detail）

LOD即细节层次，根据物体在画面的大小选用不同级别的资源，以减少渲染和带宽的消耗。LOD在图形渲染中应用广泛，适用的对象有模型LOD，地表LOD，材质LOD，植被/树LOD，灯光LOD，纹理LOD（MipMaps）等等。下图所示的是物体离相机越来越远，采用不同LOD的物体，其中LOD0精度最高，LOD2精度最低。

Unity引擎是通过LODGroup组件实现模型LOD的。（下图）

4.9.2 GPU Instance

GPU Instance技术应用于绘制相同Mesh的多个实例，每个实例都可以有独自的参数（如Color/Position/Scale等）。这种技术可以减少带宽，只需传入一份Mesh数据，就可以绘制任意多个实例。常用于绘制建筑，地表装饰物，粒子，草，树，植被等等。

上图所示的场景共有1900多个小球，但Batch数只有24，这就是开启了GPU Instance的效果。但它对平台有一定要求：

4.9.3 GPU Skin

CPU Skin最基本的角色动画实现方式，它可以方便地实现很复杂的动画操作，如融合/渐隐/组合/串接等等。但它的缺点也显而易见，占用大量CPU计算性能，难以并行计算，每帧需传送模型顶点数据到GPU，增加带宽负载。

GPU Skin的做法是将骨骼矩阵列表作为Uniform传入Shader，然后在Vertex Shader中对模型顶点进行蒙皮计算。它可以并行计算，减轻CPU负载，此外，由于每帧传入GPU的数据是骨骼矩阵，不是顶点数据，极大降低了带宽负载。

当然，GPU Skin也有缺陷。它会提高GPU负载，最高骨骼数往往受限于平台（如OpenGL ES 2.0不能超过250个Vector4数据量），而且也不利于做复杂的动画操作。Unity引擎可以在PlayerSettings面板开启GPU skin（下图）。

此外，GPU Skin还可以结合GPU Instance技术，以渲染大量相同角色的骨骼动画。详见这里。

4.9.4 GPU粒子

GPU粒子的优缺点和GPU Skin类似，支持粒子的并行运算，减少带宽负载，但它同样难以实现粒子的高级特性（软粒子/碰撞等）。Unity对模型粒子做了特殊优化，支持GPU Instancing（下图）。

4.9.5 正确使用Buffer标记

OpenGL的Buffer标记有以下几种：

GL_STREAM_DRAW
GL_STREAM_READ
GL_STREAM_COPY

GL_STATIC_DRAW
GL_STATIC_READ
GL_STATIC_COPY

GL_DYNAMIC_DRAW
GL_DYNAMIC_READ
GL_DYNAMIC_COPY

　　1. DRAW：Buffer数据将会被送往GPU进行绘制。

　　2. READ：Buffer数据会被CPU应用程序读取。

　　3. COPY：Buffer数据会被用于绘制和读取。

　　4. STATIC：一次修改，多次使用。可用于静态模型顶点数据。

　　5. DYNAMIC：多次修改，多次使用。可用于带动画的模型顶点数据，粒子系统的数据。

　　6. STREAM：多次修改，一次使用。可用于特殊场合，比如编辑器数据。

Buffer的标记各有用途，所以选择合适的类型可以减少带宽负载和显存占用。