Unity性能优化：用对象注册模式取代高频碰撞检测，性能飙升！
一个经典思路转变，带来性能的显著提升。
写在前面
大家好，我是一名热爱游戏开发的开发者。在开发过程中，我遇到了一个经典问题：大量游戏单位每帧进行碰撞检测导致CPU开销巨大。在苦苦思索后，我找到了一个优化方案，效果显著，特此记录分享。本人尚在成长中，如有不足之处，恳请各位大佬指正，共同进步！
问题背景：昂贵的碰撞检测
相信大家都遇到过类似场景：
- 敌人需要追踪玩家
- 玩家进入范围触发事件
- 子弹检测是否命中目标
我们第一反应往往是使用Unity自带的OnTriggerEnter、OnTriggerStay等碰撞检测方法。这很直观，但当一个场景中存在数十上百个对象每帧都在进行这种检测时，性能瓶颈就出现了。
Unity的物理系统非常强大，但也很重量级。每帧处理碰撞体的形状计算、层级过滤、回调触发等，其开销远大于我们想象中的"简单判断"。
核心思路：从物理检测到数学计算
我的优化思路其实很简单：
既然碰撞检测的本质是判断"距离"，那我们为什么不直接计算距离，而要绕道物理系统呢？
直接计算 Vector3.Distance 的消耗，可比完整的碰撞检测流程要小得多的多！
解决方案：对象注册模式 + 管理器查询
基于这个思路，我设计了一套 "对象注册模式" 的解决方案。
1. 核心架构
首先，我们需要一个管理中心（GameManager 单例）来登记场景中所有需要被查询的单位。
csharp
public class GameManager : MonoBehaviour
{
public static GameManager Instance;
private List<HumanoidUnit> allUnits = new List<HumanoidUnit>();
private void Awake()
{
if (Instance == null) Instance = this;
else Destroy(gameObject);
}
// 注册单位
public void RegisterUnit(HumanoidUnit unit)
{
if (!allUnits.Contains(unit))
{
allUnits.Add(unit);
}
}
// 注销单位
public void UnRegisterUnit(HumanoidUnit unit)
{
allUnits.Remove(unit);
}
}2. 单位基类设计
所有需要被追踪的单位都继承自同一个基类：
csharp
public class HumanoidUnit : MonoBehaviour
{
private void Start()
{
// 出生时自动注册
GameManager.Instance?.RegisterUnit(this);
}
private void OnDestroy()
{
// 销毁时自动清理
GameManager.Instance?.UnRegisterUnit(this);
}
}3. 具体单位实现
Player玩家类：
csharp
public class Player : HumanoidUnit
{
// 玩家相关逻辑
}Enemy敌人类：
csharp
public class Enemy : HumanoidUnit
{
public float searchRadius = 10f;
private Player currentTarget;
private void Update()
{
FindClosestPlayer();
if (currentTarget != null)
{
// 追踪逻辑
}
}
private void FindClosestPlayer()
{
float nearestDistance = float.MaxValue;
Player nearestPlayer = null;
foreach (var unit in GameManager.Instance.AllUnits)
{
if (unit is Player player)
{
float distance = Vector3.Distance(transform.position, player.transform.position);
if (distance < searchRadius && distance < nearestDistance)
{
nearestDistance = distance;
nearestPlayer = player;
}
}
}
currentTarget = nearestPlayer;
}
}性能优化进阶技巧
技巧1：使用平方距离替代实际距离
这是一个经典优化点：避免使用耗时的开平方计算。
csharp
// 优化前
float distance = Vector3.Distance(positionA, positionB);
if (distance < searchRadius)
// 优化后
float sqrDistance = (positionA - positionB).sqrMagnitude;
float sqrSearchRadius = searchRadius * searchRadius;
if (sqrDistance < sqrSearchRadius)技巧2：控制查询频率
不是每个敌人都需要每帧查询目标：
csharp
private float searchTimer;
private const float SEARCH_INTERVAL = 0.3f; // 每0.3秒查询一次
private void Update()
{
searchTimer += Time.deltaTime;
if (searchTimer >= SEARCH_INTERVAL)
{
searchTimer = 0;
FindClosestPlayer();
}
}技巧3：分帧处理（应对大量单位）
当敌人数量极多时，可以将查询任务分摊到多帧中完成：
csharp
// 在GameManager中实现分帧查询
public class GameManager : MonoBehaviour
{
private int currentFrameIndex = 0;
private void Update()
{
// 每帧只更新一部分敌人的逻辑
int unitsPerFrame = Mathf.CeilToInt(allUnits.Count / 5f); // 分5帧处理完
for (int i = 0; i < unitsPerFrame; i++)
{
if (currentFrameIndex >= allUnits.Count) currentFrameIndex = 0;
var unit = allUnits[currentFrameIndex];
// 处理该单位的逻辑...
currentFrameIndex++;
}
}
}方案优势总结
- 性能大幅提升：从物理系统的重量级计算转变为轻量级的距离计算
- 代码可控性强：可以灵活控制查询频率、条件过滤等
- 架构清晰可扩展：易于添加新的单位类型和查询条件
- 内存友好：避免了碰撞回调产生的临时内存分配
适用场景
- 大量NPC的索敌系统
- 玩家感知系统（如潜行游戏）
- 技能范围检测
- 事件触发区域管理
结语
这个方案让我深刻体会到：有时候，最好的优化不是让现有方案跑得更快，而是换一条更近的路。
从依赖引擎的通用系统，转向为自己游戏量身定制的专用系统，这种思路转变带来的性能提升往往是质的飞跃。
希望这个方案对大家有所启发！如果你有更好的想法或建议，欢迎在评论区交流讨论～
后续优化方向
如果项目规模继续扩大，还可以考虑：
- 空间分区：使用四叉树/八叉树进一步优化大规模单位的查询
- Job System + Burst Compiler：利用Unity的多线程和编译优化处理超大规模单位