srp batch

参考网址：

Unity MaterialPropertyBlock 正确用法（解决无法合批等问题）_unity_define_instanced_prop的变量无法srp合批-CSDN博客

URP | 基础CG和HLSL区别 - 哔哩哔哩 (bilibili.com)

【直播回放】Unity 批处理/GPU Instancing/SRP Batcher_哔哩哔哩_bilibili

合批分为四种：

静态合批

动态合批

gpu instance

srp batch

四个优先级排序：

按照出现的历史时间，可以大致这么排序：静态合批和动态合批较早；之后才有了gpu instance，srp batch

按照程序参与度来说：静态合批、动态合批、srp batch只需要勾选一下即可，而gpu instance则需要按照指定的约束编写shader，开启材质gpu instance功能。

从效率来说：静态合批是在build的时候，内存占用大，效率高；动态合批是在运行时的合批，消耗cpu；gpu instance是针对大量同mesh的物体的场景；而srp batch则是针对同shader的不同变体进行合批。

从优先级来说：srp batch》gpu instance

1）静态合批

静批条件：材质球相同+mesh可以不同

相同材质球、相同shader、勾选static、是在build的时候就合并为大的mesh。

mesh可以不同，在build成exe或者移动的可执行的文件的时候，就被合并成了一个大的mesh，在frame debugger中看不到合并结果，只有build之后，才能看到合并结果，通过render doc截帧才能看到。

在player settings的设置中，勾选静态合批。

2）动态合批

动批条件：材质球相同+mesh可以不同（但是必须顶点数小于300）

动态合批，在unity较早的版本，是可以在player settings中找到，并勾选，但是在新版本的unity中，urp的管线中，找不到这个勾选项了。而要在，管线配置中，勾选才行，默认是不勾选的。

默认是不勾选的原因是，dynamic batch是动态合批的，也就是在运行的时候，进行合并mesh操作。这个可能会对cpu有一定的损耗，故要权衡。

如上图所示，圆柱体和立方体，相同的材质球，相同的shader，不同的mesh可以动态合批。

但是动态合批有个特点是，当顶点数量超过300的时候，动批失败，比如将圆柱体改为胶囊体之后，动批失败。

3）gpu instance

instance条件：材质球相同+mesh相同

如下图所示，cube1和cube2是相同的mesh，相同的材质球才能被instance。

如果将cube2缓存是胶囊体，则和cube1不能被instance。

cube1和cube3无法instance，是因为他们使用的材质球不同，虽然shader相同。

shader更改为如下内容：

Shader "Unlit/xxxx"
{
Properties
{
    //_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
    [PerRendererData] _BaseColor("Color", Color) = (1,1,1,1)
}
SubShader
{
    Tags { "RenderType"="Opaque" }
    LOD 100

    Pass
    {
        CGPROGRAM
        #pragma multi_compile_instancing
        #pragma enable_d3d11_debug_symbols
        #pragma vertex vert
        #pragma fragment frag
        // make fog work
        #pragma multi_compile_fog

        #include "UnityCG.cginc"
        //float4 _BaseColor;
        
        // 如果既要srp batch又要兼顾instance就得这么写
        // UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(UnityPerMaterial)
        //     UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float4, _BaseColor)
        // UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props)
        
        struct appdata
        {
            float4 vertex : POSITION;
            //float2 uv : TEXCOORD0;
            UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
        };

        struct v2f
        {
            //float2 uv : TEXCOORD0;
            UNITY_FOG_COORDS(1)
            float4 vertex : SV_POSITION;
            UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
        };

        //如果只支持instance，可以这么写
        UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(Props)
            UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float4, _BaseColor)
        UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props)

        // sampler2D _MainTex;
        // float4 _MainTex_ST;

        v2f vert (appdata v)
        {
           v2f o;

            //setup instance id
            UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(v);
            UNITY_TRANSFER_INSTANCE_ID(v, o);

            //calculate the position in clip space to render the object
            o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
            return o;
        }

        float4 frag (v2f i) : SV_Target
        {
          //setup instance id
            UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(i);
        //get _Color Property from buffer
        fixed4 color = UNITY_ACCESS_INSTANCED_PROP(Props, _BaseColor);
        //Return the color the Object is rendered in
            return color;
        }
        ENDCG
    }
}

}

UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(UnityPerMaterial)

UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float4, _BaseColor)

UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props)

这个必须是UnityPerMaterial的常量buffer，否则不能同时支持srp batch功能。

加上：multi_compile_instancing

在顶点和片段中加上instance的宏处理才行。

从图上可以看出Cube1和Cube1_1被instance了，而另外两个cube因为深度的原因被instance的两个cube打断了。这里Cube1和Cube1_1使用的是相同的材质球，但是属性不一样。同时开启材质球的instace开关：

测试2使用的是：材质属性块

using UnityEngine;

public class NewBehaviourScript : MonoBehaviour
{
    public GameObject m_cube1;
    public Color m_color;

    private Material m_material1;
    private MaterialPropertyBlock propertyBlock;

    void Start()
    {
        if (propertyBlock == null)
            propertyBlock = new MaterialPropertyBlock();
        propertyBlock.SetColor("_BaseColor", m_color);
        MeshRenderer meshRenderer = m_cube1.GetComponent<MeshRenderer>();
        meshRenderer.SetPropertyBlock(propertyBlock);
    }
}

这个脚本就是将黄色和蓝色的cube在Start中改变为黄色、蓝色，使用的是MaterialPropertyBlock这个方式。为啥要使用MaterialPropertyBlock呢？假如我们改为：

Instancing and Material Property Blocks | Ronja's tutorials (ronja-tutorials.com)

using UnityEngine;

public class NewBehaviourScript : MonoBehaviour
{
    public GameObject m_cube1;
    public Color m_color;

    private Material m_material1;
    private MaterialPropertyBlock propertyBlock;

    void Start()
    {
        if (propertyBlock == null)
            propertyBlock = new MaterialPropertyBlock();
        propertyBlock.SetColor("_BaseColor", m_color);
        MeshRenderer meshRenderer = m_cube1.GetComponent<MeshRenderer>();
        //meshRenderer.SetPropertyBlock(propertyBlock);
        meshRenderer.material.SetColor("_BaseColor", m_color);
    }
}

则会看到Cube1和Cube1_1的这两个材质球是新创建的两个材质球，但是有个优点是四个cube都能srp batch了。

同一个材质球+不同属性+shader书写要求+开启gpu instance=》才能instance。

instance的功能不受srp batch开关的影响。

Unity三种合批方式和GPU Instance - 知乎 (zhihu.com)

Unity URP中的Static Batching、GPU Instancing、SRPBatcher简单介绍_gpu instancing 和 srp batcher区别-CSDN博客

gpu instancing开启的条件：

1、首先shader必须符合gpu instancing的书写规则，如上面的例子。

2、材质需要勾选enable gpu intancing。

3、srp batcher的优先级高于gpu instaning，对于game objects，如果srp batcher能被使用（shader兼容srp batcher，节点本身也兼容），则就会使用srp batcher，即便材质开启了enable gpu instancing也没用。

4、如果srp batcher的条件被破坏，例如使用了MaterialPropertyBlock，且开启了Enable GPU Instancing，则GPU Instancing则会启用。

4）srp batch

你太逗了吧

srp batch条件：材质球不同（shader须相同）+ mesh可以不同

条件：

shader要满足srp batch的条件，将属性包在常量buffer里面。

如下图：

cube1和capusle是同材质球；cube3和cube1是不同的材质球，但是shader相同。但他们都被srp batch了。

Shader "Unlit/xxxx"
{
    Properties
    {
        //_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _BaseColor("Color", Color) = (1,1,1,1)
    }


    SubShader
    {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass
        {
            CGPROGRAM
            #pragma enable_d3d11_debug_symbols
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            // make fog work
            #pragma multi_compile_fog

            #include "UnityCG.cginc"
            //float4 _BaseColor; //_BaseColor作为单独变量声明，没有放置cb中
            
            
            CBUFFER_START(UnityPerMaterial)
            float4 _BaseColor;
            CBUFFER_END
            
            struct appdata
            {
                float4 vertex : POSITION;
                float2 uv : TEXCOORD0;
            };

            struct v2f
            {
                UNITY_FOG_COORDS(1)
                float4 vertex : SV_POSITION;
            };

            sampler2D _MainTex;
            float4 _MainTex_ST;

            v2f vert (appdata v)
            {
                v2f o;
                o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                //o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
                return o;
            }

            float4 frag (v2f i) : SV_Target
            {
                // sample the texture
                //fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
                // apply fog
                UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);
                return _BaseColor;
            }
            ENDCG
        }
    }
}

1）srp batch原理

参考网址：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/353687806

https://zhuanlan.zhihu.com/p/433222943

srp batcher使材质数据保留在gpu内存中。如果材质内容不变，srp batcher不需要设置缓冲区并将缓冲区上传到gpu。

2）兼容性

不是所有平台都支持常量缓冲区，所以unity用宏来定义区分什么时候使用。CBUFFER_START宏用来替代开始，CBUFFER_END 用来替代cbuffer的结束。

3）cbuffer

比如：unity_ObjectToWorld或者unity_SHAr。必须在一个名为UnityPerMaterial的cbuffer中声明所有材质属性。只要有一个不走常量buffer中，则合批失败。