「IDOLY PRIDE」における描画最適化術 / IDOLY PRIDE Graphics Optimization

CA.Unity#2で発表した資料になります。
ScriptableRendererPipelineと、描画APIを利用したパフォーマンスチューニングについて紹介します。

Transcript

1. 「IDOLY PRIDE」に おける描画最適化術 株式会社QualiArts 渡邉俊光
2. 自己紹介 • 2012年CyberAgent新卒入社 • オルタナティブガールズ等の開発を経て 株式会社QualiArtsのTA室で「IDOLY PRIDE」(以下アイプラ)の 3D実装全般を担当
3. アイプラとは？ 2021年6月リリース、アイドルマネジメントRPG
4. アジェンダ • 実行環境 • ScriptableRenderPipeline（SRPBatch） • 描画API ◦ レンズフレア（DrawProcedural） ◦ ボリュームライト（DrawMeshInstancedProcedural） ◦ 観客（DrawMeshInstancedIndirect）
5. 実行環境
6. 実行環境 • Unity2020.3.4f1 • UniversalRenderPipeline 10.5.0 • GPU Lightmapper • HDR+Linear Rendering • 対象プラットフォーム ◦ Android→Vulkan（OpenGLES3.1も一応動作…） ◦ iOS→Metal GPU family 3以降（Apple A9） ◦ 5年前のハイエンドがギリギリ動く目安 Unity新機能たくさん　かなり攻めてる
8. ScriptableRenderPipeline
9. UniversalRenderPipeline（SRP） • ScriptableRenderPipelineを拡張したUnityの新 しい描画システム • HDRPと違い、様々な端末で動作するように チューニングされている • RendererFeatureを作成することで簡単に CommandBufferを追加できる Legacyではカメラに追加だったので非常に面倒 ＋SceneViewの扱いが面倒だった • ポストエフェクトはPostProcessPassを複製して 書き換えすることで処理効率化
10. ShaderGraph • ShaderGraph 10.5.0 • UniversalTargetを追加して自前の 処理を挿入 • バージョンが上がるたびに仕様が変 わっていて泣く • SRPBatchやUnity標準の最適化が入 るのでとても便利
11. SRPBatch • ScriptableRenderPipelineのメイン機能？とも言える新しいバッチシステム • Metal又はVulkanに対応 • SetPassを最小限にしてDrawCallの発行効率を最適化高速化→CPU高速化 • アイプラではキャラクター、背景全てでSRPBatch対応 • 適用には様々な条件や罠がある • 割と最近まで動作が不安定だった • Unity公式→ SRP Batcher：レンダリングをスピードアップ
12. SetPassCall 283 → 155 !!
13. 描画API
14. 軽量化するには？ • C#が重すぎる！！（100個くらいのオブジェクトで割とアウト） • C# JobSystem (Burst) = 神 • ComputeShader = 超神 • ComputeBufferを描画APIと組み合わせる（SSBO対応必須） Compute >>>…>>> Burst >>>>>...>>>>>C# 体感これくらい
15. レンズフレア（DrawProcedural） • アイプラではProFlareを使用 • 描画、更新処理はほぼ全て書き換え • DrawProceduralで描画 • 9ms → 1.6ms(ベンチマークシーン) C# 座標系、画面内判定 Burst 値更新しつつ ComputeBufferに整形 ComputeShader DepthTextureと当たり判定
16. DrawProcedural • https://docs.unity3d.com/ja/current/ScriptReference/Rendering.Comm andBuffer.DrawProcedural.html • メッシュ不要 • 頂点のつなぎ方と数だけで大抵の描画ができるAPI • GraphicsBufferでIndexのバッファを送ることで自由なつなぎ方も出来る void DrawProcedural (GraphicsBuffer indexBuffer, Matrix4x4 matrix, Material material, int shaderPass, MeshTopology topology, int indexCount, int instanceCount, MaterialPropertyBlock properties);
17. ボリュームライト（DrawMeshInstancedProcedural） • ボリュームライトには VolumetricLightBeam(VLB)を使用 • 描画、更新処理はほぼ全て書き換え • DrawMeshInstancedProceduralで描画 C# VLB値更新 Burst AABBカリング
18. DrawMeshInstancedProcedural • https://docs.unity3d.com/ja/current/ScriptReference/Rendering.Comm andBuffer.DrawMeshInstancedProcedural.html • メッシュを複製して描画 • 細かい設定は出来ないがMaterialPropertyBlockでComputeBufferを入れて おくことでInstancing毎に色を変更できる void DrawMeshInstancedProcedural (Mesh mesh, int submeshIndex, Material material, int shaderPass, int count, MaterialPropertyBlock properties);
19. 観客（DrawMeshInstancedIndirect） • 観客は動員人数を自在に変動可能(Max32768) • 座席データに優先度がある • カメラに近い観客は体も描画 • DrawMeshInstancedIndirectで描画 C# 座席データから ComputeBuffer生成 ComputeShader 境界球カリング ModelMatrix更新 数値更新
20. DrawMeshInstancedIndirect • https://docs.unity3d.com/ja/current/ScriptReference/Rendering.Comm andBuffer.DrawMeshInstancedIndirect.html • パラメータにIndirectBufferを使用してメッシュを描画 • IndirectBufferにInstancing数等を入れておくことでCPU側での指定が不要 • ComputeShaderで全て計算できる！ void DrawMeshInstancedIndirect (Mesh mesh, int submeshIndex, Material material, int shaderPass, ComputeBuffer bufferWithArgs, int argsOffset, MaterialPropertyBlock properties);
21. まとめ • Vulkan世代をベースにすることで様々な最適化が可能になり今まで出来な かった表現が可能となる • Burst対応をすることでCPU問題はかなり解決できる （Burst出来ない箇所が重すぎるのが課題…DOTS? ） • ComputeShaderは爆速だがAndroidでは過信しすぎないように →iPhoneに比べてComputeの実行速度はそこまで進化していない罠 • Androidローエンド端末問題はある…