Unity 模型渲染优化：从 Batching 到 GI 设置的完整指南
引言
Unity 模型渲染优化是提升游戏性能的关键，尤其在复杂场景中，模型（Mesh）渲染占 GPU 开销的 70%以上。从 Batching（批处理）到 GI（Global Illumination，全局照明）设置，形成完整优化链条：Batching 减少 Draw Call，GI 提升光照真实感而非性能瓶颈。优化目标：Draw Call <300/帧，SetPass calls <100，GI 开销 <20ms/帧。根据 Unity 文档，批处理可降 Draw Call 50-90%，GI 需平衡质量/计算。
适用版本：Unity 2022.3 LTS+（兼容 Unity 6），URP/HDRP 优先。优化原则：减少独特渲染状态、合并网格、预计算光照。
第一部分：Batching（批处理）详解
Batching 是合并多个模型渲染的技术，减少 CPU-GPU 通信（Draw Call）。Unity 提供 4 种批处理方式：静态、动态、SRP Batcher 和 GPU Instancing。目标：单 Draw Call 渲染 100+ 模型。
1. 静态批处理（Static Batching）
原理：预合并静态模型网格为单一网格，运行时无开销。但需标记 Static。
设置：
- Edit > Project Settings > Player > Other Settings > Static Batching = Enabled
- 物体 Inspector > Static = Batching Static
代码示例（运行时合并）：
using UnityEngine;
public class StaticBatcher : MonoBehaviour
{
public GameObject[] staticObjects; // 拖拽静态物体
void Start()
{
StaticBatchingUtility.Combine(staticObjects, gameObject); // 合并到根
Debug.Log("静态批处理完成");
}
}注意：合并后不可移动；内存增加（复制网格）；适用于建筑/地形。
2. 动态批处理（Dynamic Batching）
原理：运行时合并相似动态模型（顶点<300，相同材质）。
设置：
- Project Settings > Player > Dynamic Batching = Enabled
代码示例（优化动态物体）：
using UnityEngine;
public class DynamicBatcher : MonoBehaviour
{
public Material sharedMaterial; // 统一材质
void Start()
{
Renderer[] renderers = FindObjectsOfType<Renderer>();
foreach (var r in renderers)
{
if (r.gameObject.CompareTag("DynamicBatch"))
{
r.sharedMaterial = sharedMaterial; // 统一材质启用批处理
}
}
}
}注意：仅简单网格；移动物体需相同 Scale；不兼容 Skinned Mesh。
3. SRP Batcher（URP/HDRP 专用）
原理：批处理材质变体，减少 SetPass calls，而非合并网格。适用于动态/静态物体。
设置：
- URP/HDRP Asset > Advanced > SRP Batcher = Enabled（默认）
代码示例（检查兼容）：
using UnityEngine.Rendering;
public class SRPBatcherChecker : MonoBehaviour
{
void Start()
{
var pipeline = GraphicsSettings.currentRenderPipeline;
if (pipeline != null)
{
Debug.Log("SRP Batcher 启用：" + pipeline.supportsSRPBatcher);
}
}
}注意：Shader 需兼容（无运行时关键词变体）；移动端高效。
4. GPU Instancing
原理：单次 Draw Call 渲染多个相同网格/材质实例。
设置：
- 材质 Inspector > Enable GPU Instancing = On
代码示例：
using UnityEngine;
public class GPUInstancer : MonoBehaviour
{
public Mesh mesh;
public Material instanceMaterial; // 启用 Instancing 的材质
void Start()
{
instanceMaterial.enableInstancing = true;
Matrix4x4[] matrices = new Matrix4x4[100];
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
matrices[i] = Matrix4x4.TRS(Random.insideUnitSphere * 10f, Quaternion.identity, Vector3.one);
}
Graphics.DrawMeshInstanced(mesh, 0, instanceMaterial, matrices);
}
}注意：支持动态数据（矩阵数组）；URP/HDRP 自动优化。
第二部分：GI（Global Illumination）设置详解
GI 模拟间接光照，提升模型真实感，但开销高。Unity 支持 Baked/Realtime/Mixed GI。
1. Baked GI（烘焙 GI）
原理：预计算光照贴图（Lightmap），运行时无开销。
设置：
- Window > Rendering > Lighting > Baked Global Illumination = On
- Lightmapper = Progressive CPU/GPU
- 物体 Inspector > Static = Lightmap Static
代码示例（动态烘焙）：
using UnityEngine;
using UnityEngine.Experimental.GlobalIllumination;
public class GIBaker : MonoBehaviour
{
void Start()
{
#if UNITY_EDITOR
Lightmapping.Bake(); // 编辑器中烘焙
#endif
}
public void UpdateGI()
{
Lightmapping.SetDelegate(null); // 重置代理
DynamicGI.UpdateEnvironment(); // 实时更新环境 GI
}
}注意：适用于静态场景；烘焙时间长（大场景小时级）。
2. Realtime GI（实时 GI）
原理：运行时计算间接光，动态响应光源变化。
设置：
- Lighting > Realtime Global Illumination = On
- 使用 Enlighten（实时 GI 系统）
代码示例：
using UnityEngine.Experimental.GlobalIllumination;
public class RealtimeGIController : MonoBehaviour
{
void Update()
{
// 动态光源变化后更新
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.G))
{
DynamicGI.UpdateEnvironment();
Debug.Log("实时 GI 更新");
}
}
}注意：开销高（CPU/GPU）；移动端禁用。
3. Mixed GI（混合 GI）
原理：静态光源烘焙，动态光源实时。
设置：
- Light > Mode = Mixed
- Lighting > Mixed Lighting = Subtractive/Shadowmask
代码示例：
public class MixedGILight : MonoBehaviour
{
public Light dynamicLight;
void Start()
{
dynamicLight.bakingOutput.mixedLightingMode = MixedLightingMode.Shadowmask;
}
}注意：平衡性能/质量；需要 Light Probes 辅助动态物体。
4. Light Probes 与 Reflection Probes
Light Probes：采样 GI 到动态物体。
- 放置：Window > Rendering > Light Probe Group
- 代码：
public class ProbePlacer : MonoBehaviour
{
void Start()
{
LightProbeGroup group = gameObject.AddComponent<LightProbeGroup>();
group.probePositions = new Vector3[] { Vector3.zero, Vector3.up * 2f }; // 动态放置
}
}Reflection Probes：实时/烘焙反射。
- 类型：Baked/Realtime
- 设置：Reflection Probe > Refresh Mode = On Awake/Every Frame
性能监控与最佳实践
5. 监控工具
using UnityEngine;
public class RenderOptimizerMonitor : MonoBehaviour
{
void Update()
{
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.F1))
{
LogRenderStats();
}
}
void LogRenderStats()
{
Debug.Log($"Draw Calls: {UnityEngine.Rendering.RenderPipelineManager.currentPipeline.drawCallsCount}");
Debug.Log($"SetPass Calls: {UnityEngine.Rendering.RenderPipelineManager.currentPipeline.setPassCount}");
Debug.Log($"GI 开销: {Lightmapping.GetLightsDirtyCount()}"); // GI 脏标记
}
}6. 最佳实践
- Batching：静态物体 100% 覆盖；动态 <300 顶点。
- GI：静态场景 Baked，动态 Mixed + Probes。
- LOD：LOD Group + Batching 结合。
- 工具：Frame Debugger（分析 SetPass）；Profiler（监控 GI 开销）。
- 管线选择：URP 移动优化；HDRP 高端 GI。
通过从 Batching 到 GI 的系统优化，可将模型渲染效率提升 2-5 倍，适用于大规模场景。如果需要特定代码扩展，请提供更多细节！