Структура кадра в Unity и почему это важно

Сегодня разберём благодаря каким операциям мы получаем картинку в юнити, что такое Performance Bottleneck и как эти знания помогут оптимизировать вашу игру.

Что такое кадр и как он формируется

Наверняка, каждый знаком с понятием FPS.
Если игра работает на 60 FPS - это 60 циклов формирования кадра в секунду.

Каждый кадр - это последовательность операций, где участвуют:
• CPU - выполняет код Unity и ваш код, готовит геометрию кадра.
• GPU - получает подготовленные данные и рендерит финальное изображение.

Загвоздка - CPU и GPU не могут работать параллельно

GPU не может начать раскрашивать картинку, геометрия которой ещё не подготовлена от CPU. И наоборот - CPU не может начать работать над следующим кадром, пока GPU не раскрасила прошлый.

Это видно на приложенной схеме - у CPU присутствует блок "Wait", так как GPU ещё занимается прошлым кадром. В это время CPU просто простаивает.

Такая ситуация называется Performance Bottleneck

Performance bottleneck - это компонент (CPU или GPU), который ограничивает FPS. У нас есть "затык" в одном из компонентов.

Неопытный разработчик захочет оптимизировать игру, не разберётся в "затыке" производительности и пойдёт оптимизировать CPU (код или геометрию сцены).
Если bottleneck в GPU - весь эффект оптимизаций будет в увеличении ожидания от CPU.

• Было: CPU — 10 мс работы + 10 мс ожидания GPU.
• Стало: CPU — 8 мс работы + 12 мс ожидания GPU.

CPU стал работать быстрее, но FPS не вырос, потому что настоящая проблема - GPU.
Если оптимизировать не тот компонент, результат будет нулевым.

Зачем это знать

Перед любыми оптимизациями нужно определить:

• упираетесь вы в CPU или в GPU,
• какое именно место внутри них тормозит: логика, физика, UI, рендер, память.

Так вы сможете реально оптимизировать свою игру и не терять время зря.

В следующих постах от Guru разберём работу с Profiler и научимся определять Performance Bottleneck

🚀 Пост Guru Unity: @Minerope

Как пользоваться Unity Profiler, чтобы реально оптимизировать игру

Привет! Сегодня разбираем инструмент, которого не должен бояться Unity разработчик — Unity Profiler. Если ты всё ещё смотришь на лаги через FPS - этот пост для тебя

Разберём как правильно пользоваться профайлером, чтобы находить проблемы, а не угадывать.

1. Главное правило профилирования - профилировать на целевом устройстве

В Editor режиме профайлер врёт. Он профайлит сам себя - таким образом попадает лишняя информация.
Если игра на мобильные устройства - собирай проект на мобильное устройство и профилируй там.
Запускай Build на устройство с опцией Development Build и Autoconnect Profiler → Profiler запустится сам → смотри реальную картину.

2. Определяем что тормозит

Вспоминаем прошлый пост - мы не хотим терять время и оптимизировать то, что не нужно.

Переходишь в Profiler → Timeline и смотришь на две строки:

• CPU — пользовательский код, работа движка, события UI, GC
• GPU — рендер, шейдеры, batching, пост-процессинг

Если CPU забит - исправляем тяжёлые функции, GC.
Если GPU забит - смотрим рендеринг - draw calls, overdraw, тяжёлые шейдеры.

3. Разворачиваем стек вызовов

Поставив полоску Timeline'а на любое место - снизу будут выведен весь стек вызова функций в конкретном кадре.
Так, мы можем посмотреть какие из функций были тяжёлыми, и оптимизировать их.

Тут многих ждёт ловушка: профайлер показывает странные функии движка вроде:

• Gfx.WaitForPresent
• WaitForTargetFPS
• WaitForLastPresentation
• Semaphore.WaitForSignal

Это не значит что эти функции надо оптимизировать.

Например, Gfx.WaitForPresent - это момент, когда CPU ждёт GPU.
Что-то вроде: "Графическая подсистема не готова принять следующий кадр - подожди"

И это значит, что твой bottleneck - GPU и оптимизировать надо его.

Описание всех подобных функций можно найти в документации.

4. Используй Deep Profile

Этот пункт будет показывать все вызовы функций, до самых глубоких функций движка.
Данных получается больше - видно абсолютно всё.

Минусы - из-за большого количества данных труднее ориентироваться и сильно нагружает устройство. Лагать игра на устройстве в таком режиме будет сильно.

Правило простое - если не получается понять проблему без режима Deep Profile - то включай.

5. Используй маркеры

Если ты знаешь, что игра у тебя лагает в какой-то конкретный промежуток - можно поставить маркеры на этот участок кода:

ProfilerMarker marker = new ProfilerMarker("MyMethod");

void Update()
{
    marker.Begin();

    // твой код

    marker.End();
}

Таким образом, в профайлере будет виден вызов "MyMethod" на выделенный маркером промежуток

6. Итог - план оптимизации

Мой порядок действий:

1. Собрать приложение на целевое устройство
2. Развернуть стек вызовов в проблемном месте
3. Определить CPU или GPU bottleneck
4. Отделить системный код от своего
5. Исправить → снова прогнать → сравнить

🚀 Пост Guru Unity: @Minerope

📦 Memory Profiler - инструмент, который спасёт вашу игру от утечек памяти

Привет! Продолжаем тему оптимизаций и профилирования и сегодня разберём один из самых полезных инструментов в Unity - Memory Profiler.

Если у вас рандомные вылеты на мобилках, фризы при загрузке сцен или игра стабильно жрёт много RAM - этот инструмент вам поможет исправить ситуацию.

Что такое Memory Profiler и зачем он нужен

Memory Profiler - это пакет от Unity для анализа использования памяти. Он помогает:

• Видеть, что именно занимает RAM
• Отлавливать утечки
• Находить лишние текстуры, Mesh’и, аудио, коллекции
• Находить ассеты, которые не выгружаются
• Сравнивать состояние памяти в разные моменты игры

Как пользоваться Memory Profiler

Сначала установи пакет (на новых версиях Unity вшит по дефолту): Window → Package Manager → Memory Profiler → Install.
Открой: Window → Analysis → Memory Profiler.

1️⃣ Собери приложение на target устройство

У этого профайлера такого же сайд эффект, как у обычного - в Editor режиме будет профайлить сам себя.
Поэтому, собираем приложение на устройство.

2️⃣ Сделай срез памяти (snapshot)

Snapshot - фиксация текущего состояния памяти.
Snapshot хранятся на диске и их можно сравнивать между собой.

3️⃣Изучи информацию, используя разные режимы в Snapshot

Memory Profiler даёт несколько разных представлений памяти. Это ключ к тому, чтобы быстро понять, где проблема.

1. Summary (Обзор)

Самая верхнеуровневая картина. Сразу видно:

• Общий объём памяти
• Самые тяжёлые категории (Textures, Meshes, Audio, GC Heap)
• В каких областях память растёт

Это то, что открываешь первым, чтобы понять масштаб беды.
Здесь сразу можно увидеть "тяжёлые" ассеты и добавить им сжатия.

2. Objects and Allocations

Показывает объекты Unity (Texture2D, Mesh, AudioClip, GameObject, ScriptableObject) и чистые C# объекты.

Здесь обычно ищут:

• дубли текстур
• Mesh’и с Read/Write
• «вечные» ScriptableObject
• коллекции, которые растут без очистки

3. Native Memory

Память движка и нативных структур: Shader, ComputeBuffer, RenderTexture и т.д.

Именно здесь чаще всего «утекают»:

• RenderTexture
• Shader Variant Collection
• Compute буферы
• GPU ресурсы, которые не освобождаются

4. Managed Objects (GC Heap)

Память .NET среды.
Тут можно найти:

• Списки, которые растут
• Dictionary, которые не чистят
• Объекты, удерживаемые статическими ссылками
• Лямбды, оставшиеся в событиях

4️⃣ Проведи оптимизации

Увидел "тяжёлые" ассеты в проекте - добавь им сжатия
Обнаружил дубляж ассетов - проверяй их загрузку/выгрузку
Просто смотри что жрёт больше всего памяти и найди способы оптимизации веса таких объектов.

5️⃣ Сделай новый Snapshot и используй сравнение (Diff)

Diff - один из самых полезных режимов.

Сразу видно:

• улучшения памяти в сравнении с предыдущим snapshot
• что новое появилось в памяти
• какие ассеты загружаются повторно
• какой тип объектов растёт быстрее всего

Совет - куда обращать внимание, что чаще всего жрёт память

• Текстуры - особенно UI, PNG без компрессии, включённые Read/Write (часто у Азиатских шрифтов TMPro)
• AudioClip - оставленные в RAM WAV-ки
• Meshes - включённый Read/Write Enabled
• Addressables - загрузили, но не выгрузили
• Коллекции - растут и никто не чистит

🚀 Пост Guru Unity: @Minerope

Frame Debugger - посмотри как рендерится твоя игра

Продолжаем разбирать инструменты для оптимизаций, и сегодня это Frame Debugger.
Если ты занимался оптимизацией рендера, то наверняка слышал про draw call’ы, батчинг. Возможно, глядел в окошко Stats, видел большое количество draw call, но не понимал, откуда они берутся.

Frame Debugger - инструмент, который показывает пошагово, как движок формирует кадр и почему какие-то вещи не батчатся.

👀 Что вообще можно увидеть в Frame Debugger?

Когда ты включаешь его, Unity ставит игру на паузу и показывает последовательность рендер-команд для формирования текущего кадра:

• Какие draw call’ы вызываются
• Какие материалы / шейдеры используются
• Какие объекты попали / не попали в батч
• Какие RenderPass’ы отработали
• Как влияет Canvas, UI, прозрачность, сортировка

Показывает дажи операции чистки экрана от прошлого кадра. Зайди, посмотри - это интересно!

🎯 Зачем Frame Debugger нужен?

1. Понять, почему что-то НЕ забатчилось

Очень частая проблема - ты вроде включил Static Batching или Sprite Atlas, но draw call’ы всё равно скачут.
Frame Debugger покажет причину в один клик:

• Разные материалы
• Разный порядок рендеринга
• Разные атласы
• Объект не помечен Static
• Включён/выключен SRP Batcher
• Прозрачность ломает батчи

Там буквально написано: "Why this draw call can't be batched with the previous one: ..."

2. Найти “скрытые” проблемы рендера

Frame Debugger отлично подсвечивает:

• Неверный порядок сортировки слоёв
• Лишние SetPass Calls
• Ненужные Blit’ы и копирование текстур
• Эффекты постобработки, которые вызывают лишние проходы

Когда понимаешь, как конкретно происходит рендеринг, оптимизация становится намного проще.

3. Посмотреть данные материалов, текстуры

Помимо показа последовательности построения объектов, Frame Debugger показывает, каким материалом с какими данными (все property и внутренние) объект отрисовывается. Это полезно, если какой-то объект отрисовывается не так, как предполагается. Например, имеет неожидаемый цвет или положение.

⚙️ Как пользоваться

1. Открыть: Window → Analysis → Frame Debugger
2. Нажать Enable
3. Иди по шагам смотреть каждый вызов
4. Кликать по draw call → изучать причину

Итог

Frame Debugger - крутой инструмент, который поможет разобраться в рендеринге игры и оптимизировать её. Это не только полезно, но и интересно!

А навык использования инструментов оптимизаций поможет на собеседовании и реальной работе.

Подробнее про FrameDebugger можно прочитать в документации Unity

🚀 Пост Guru Unity: @Minerope