Attention: Here be dragons

This is the latest (unstable) version of this documentation, which may document features not available in or compatible with released stable versions of Godot.

优化 3D 性能

剔除

Godot会自动执行视图视锥剔除, 以防止渲染视口外的物体. 这对于发生在小范围内的游戏来说效果很好, 然而在较大的关卡中, 事情很快就会变得很麻烦.

遮挡剔除

比如走在一个小镇上, 你可能只能看到你所在的街道上的几栋建筑, 以及天空和几只飞过头顶的鸟. 然而就一个天真的渲染器而言, 你仍然可以看到整个小镇. 它不会只渲染你前面的建筑, 它会渲染那后面的街道, 与那条街上的人, 那后面的建筑. 你很快就会遇到这样的情况: 你试图渲染比可见的东西多10倍或100倍的东西.

事情并没有看上去那么糟糕,因为 Z 缓冲区通常允许 GPU 仅完全遮蔽位于前方的物体。这被称为深度预处理,且在使用 Forward+ 或 Compatibility 渲染方法时 Godot 会默认启用。但是,不需要的对象仍然会降低性能。

One way we can potentially reduce the amount to be rendered is to take advantage of occlusion. Godot 4.0 and later offers a new approach to occlusion culling using occluder nodes. See 遮挡剔除 for instructions on setting up occlusion culling in your scene.

备注

在某些情况下,你可能需要调整关卡设计以增加更多遮挡机会。例如,你可能需要添加更多墙壁以防止玩家看得太远,否则会因失去遮挡剔除的机会而降低性能。

透明物体

Godot通过 MaterialShader 对对象进行排序以提高性能. 然而, 这对透明物体来说是不可能的. 透明物体从后往前渲染, 以便与后面的物体混合. 因此, 尽量少使用透明对象 . 如果一个物体有一小部分是透明的, 尽量让这部分成为一个独立的表面, 有自己的材质.

更多信息请参阅 GPU 优化 文档。

细节程度(LOD)

在某些情况下, 特别是在远处, 用简单的版本**代替复杂的几何图形可能是个好主意. 最终用户可能看不出什么区别. 考虑看看远处的大量树木. 有几种策略可以替换不同距离的模型. 你可以使用较低的多边形模型, 或者使用透明度来模拟更复杂的几何体.

Godot 4 提供了多种控制细节层次的方法:

虽然它们可以单独使用,但一起使用时这些方法最有效。例如,你可以设定可见范围来隐藏距离玩家太远而无法注意到的粒子效果。同时,你可以依靠网格LOD来使粒子效果的网格在远处算绘时细节较少。

可见范围也是为远处几何体设定冒充者的好方法(见下文)。

Billboard 和 imposter

使用透明度处理 LOD 的最简单版本是广告牌。例如,你可以使用单个透明四边形来表示远处的一棵树。除非彼此前面有很多棵树,否则这可以非常便宜地渲染。在这种情况下,透明度可能会开始侵蚀填充率(有关填充率的更多信息,请参阅《GPU 优化》)。

另一种方法是不只渲染一棵树, 而是将一些树作为一组来渲染. 如果你能看到一个区域, 但在游戏中不能实际接近它, 这可能是特别有效的.

你可以通过预先渲染对象的不同角度的视图来制作冒牌货. 或者你甚至可以更进一步, 周期性地将一个物体的视图重新渲染到一个纹理上, 作为一个冒牌货使用. 在远处, 你需要将观察者移动相当长的距离, 视角才会发生显著变化. 这可能是复杂的工作, 但可能是值得的, 这取决于你正在制作的项目类型.

Use automatic instancing

This is only implemented in the Forward+ renderer, not Mobile or Compatibility.

If you have many identical objects in your scene, you can use automatic instancing to reduce the number of draw calls. This automatically happens for MeshInstance3D nodes that use the same mesh and material: no manual setup is required.

For automatic instancing to be effective, the material must be opaque or alpha-tested (alpha scissor or alpha hash). Alpha-blended or depth pre-pass materials are never instanced this way. Instead, you must use MultiMesh as described below.

Use manual instancing (MultiMesh)

如果必须在同一地点或附近绘制多个相同的对象, 请尝试使用 MultiMesh 来代替.MultiMesh允许以很小的性能代价来绘制成千上万的对象, 这使得它非常适合用于绘制羊群, 草地, 粒子以及其他任何有成千上万相同对象的地方.

另请参阅《使用 MultiMesh》文档。

烘焙照明

照明对象是最昂贵的渲染操作之一。实时照明、阴影(尤其是多个光源)和全局光照都特别昂贵。对于低功耗的移动设备来说,它们可能简化得太多而无法处理。

考虑使用烘焙照明,尤其是移动设备。这看起来很棒,但缺点是它不是动态的。有时,这是值得做出的权衡。

有关使用烘焙光照贴图的说明,请参阅 使用光照贴图全局照明。为了获得最佳性能,你应该将灯光的烘焙模式设置为Static(静态),而不是默认的Dynamic(动态),因为这将跳过具有烘焙光照的网格上的实时光照。

使用 Static 烘焙模式的灯光的缺点是,它们无法将阴影投射到具有烘焙照明的网格上。这可以使具有室外环境和动态对象的场景看起来平坦。性能和质量之间的良好平衡是 DirectionalLight3D 节点保持 Dynamic,并对大多数(如果不是全部)泛光灯和聚光灯使用 Static

动画和皮肤

在某些平台上,动画和顶点动画(例如蒙皮和变形)可能非常昂贵。你可能需要大幅降低动画模型的多边形数量,或限制任意时间在屏幕上的模型数量。你还可以降低远处或遮挡网格的动画速率,或者如果玩家不太可能注意到动画被停止时完全暂停动画。

VisibleOnScreenEnabler3DVisibleOnScreenNotifier3D 节点可用于此目的。

庞大的世界

如果你要制作大型游戏, 则与小型游戏可能会有所不同.

大型的世界可能需要用碎片建立, 可以在你在世界中移动时按需加载, 这可以防止内存使用失控, 也可以将所需的处理限制在局部区域.

由于大型世界中的浮点错误,渲染和物理也可能出现故障。可以使用 大世界坐标 解决该问题。如果无法使用大型世界坐标,你可以使用一些技术,例如围绕玩家定位世界(而不是相反),或定期移动原点以使事物以 Vector3(0, 0, 0) 为中心。