UPL2-3——GPU Usage 模块

本章内容涉及图形接口知识，相关内容可见：US1L7——必备的图形程序接口概念
本章还涉及一些 Shader 相关概念，具体可见：US——Unity Shader开发入门

GPU Usage 模块

GPU Usage（使用率）是 Unity Profiler 中最重要的性能分析模块之一，用于分析 GPU（图形处理器）在一帧中在哪些渲染阶段上花了多少时间

游戏开发中会造成GPU开销的主要有：

几何处理：模型顶点相关处理
光照计算：阴影、反射等
渲染输出：Shader 处理、对象渲染、游戏画面显示
屏幕后处理 Shader 部分：屏幕画面特殊效果（模糊、黑白、景深等等）
纹理处理：采样、解压缩、贴图操作等
特效处理：粒子、流体、烟雾等等

等等

一般项目出现卡顿、掉帧问题、图像问题、发热、掉电快等情况可以着重排查 GPU 和 CPU 使用情况，
它们的异常表现几乎一致，根本原因通常是计算压力过大

GPU 和 CPU 计算的区别在于：

CPU 专注于游戏逻辑处理相关（物理、脚本、AI、动画控制等等）
GPU 专注于图形渲染处理相关（Shader、模型绘制、光照、特效、后处理等等）

注意：

GPU Usage 的数据收集会影响性能表现

会禁用 GPU Jobs（图形工作线程优化）

并不支持显示详细的 URP 和 HDRP 相关数据（仅支持内建渲染管线）

关于 GPU Usage 的注意事项

GPU Usage 默认是关闭的，需要去顶部页签的 Profiler Modules（模块列表） 处勾选 GPU Usage 才可启用，详见：UPL2-1——顶部页签
GPU Usage 会有一个警告，提示大致意思为：

采集 GPU Profiler 数据会禁用图形作业、增加性能开销，并降低 CPU 模块的准确性。如果你不需要这些数据，请关闭此模块。

HDRP 和 URP 渲染器当前不受支持：如果启用了这些渲染器，Profiler 将不会显示大多数 GPU 标记。（如果你的工程是 URP 或 HDRP 的）

注意：

Graphics Jobs 是 Unity 用于加速渲染流程的多线程技术，开启 GPU Profiler 会关闭它，影响性能测试的真实性。
在使用 URP（通用渲染管线）或 HDRP（高清渲染管线）时，GPU 模块不会显示详细的 GPU 时间采样（比如各个 pass、shader 的耗时），所以数据不完整

建议：
如果你只关心 CPU 性能或者使用 SRP（如 URP/HDRP），可以暂时关闭 GPU Profiler。除非你在测试传统内置渲染管线的 GPU 性能。
对于 SRP（URP/HDRP）我们可以使用 Rendering Debugger 进行性能检测（以后再讲解 URP 先关知识时，(#TODO#)）

要开启 Rendering Debugger：工具栏 ——> Window ——> Analysis ——> Rendering Debugger

GPU Usage 中各参数功能的含义和作用

GPU 使用率分析窗口在这里通过不同模块不同颜色表达，我们可以直观的看到每一个模块对GPU的使用情况

Opaque: 内置渲染管线渲染不透明对象的时间
Transparent：内置渲染管线渲染透明对象的时间
Shadows/Depth：内置渲染管线渲染阴影贴图/深度贴图的时间（比如阴影贴图生成、摄像机深度图）
Deferred Geometry：内置延迟渲染管线处理延迟几何通道的时间；用于延迟渲染管线，写入 GBuffer 阶段
Deferred Lighting：内置延迟渲染管线处理延迟光照通道的时间；从 GBuffer 读取信息并执行光照计算
PostProcess：内置渲染管线处理屏幕后期处理效果的时间
Other：处理可编程渲染管线等其他事务的渲染时间（比如 URP 或者 HDRP），还有其他无法分类的 GPU 开销，如一些插件、系统调用等

使用建议：我们主要就是根据具体的数据表现，特别是在内置渲染管线中可以通过这些数值明确的知道是那一块渲染相关出现的性能问题，然后针对性的优化即可

注意：该模块并不是支持所有的平台调试，对于不支持的平台我们只有在特定平台上用特定工具调试比如 IOS 使用 Xcode 的 GPU Frame Debugger

平台 图形 API 状态

Windows DirectX 11、DirectX 12、OpenGL 受支持

Vulkan 不支持

macOS OpenGL 支持。注意： Apple 已废弃对 OpenGL 的支持。

Metal 不支持。改用 XCode 的 GPU 帧调试器 UI。

Linux OpenGL Core 受支持

Vulkan 不支持

WebGL 所有 WebGL 不支持

Android OpenGL 在运行 NVIDIA 或 Intel GPU 的设备上受支持。

Vulkan 不支持

iOS、tvOS Metal 不支持。改用 XCode 的 GPU 帧调试器 UI。

Tizen OpenGL 不支持。

模块详细信息面板显示模式（窗口下方的显示模式）
- Hierarchy：层级视图
  
  最常用的分析视图，展示 GPU 所做工作的树状结构（父子关系），将 GPU 操作按渲染流程的逻辑顺序组织
  适用于：识别哪个阶段（如阴影、后处理）消耗了 GPU 时间，分析 GPU 执行的整体结构
- Raw Hierarchy：原始层级视图
  
  更接近 GPU 实际命令流的视图，展示未经整理的 GPU 操作列表所有 GPU 调用按记录顺序直接列出（无父子结构）
  没有逻辑分组，也没有折叠结构，像一张“流水账”。
  适用于：精细诊断性能问题时，确认某一个 Drawcall 或 GPU Pass 造成了卡顿，查看某条 GPU 调用命令具体花了多长时间
Hierarchy（层级视图）相关关键信息
- Overview 显示调用路径或函数名的层级结构（如 PlayerLoop > RenderPipelineManager.DoRenderLoop）
- Total 当前函数及其所有子函数占据本帧 GPU 总耗时的百分比（%）
- DrawCalls 该函数在本帧触发的渲染调用次数（Draw Call 的数量）
- GPU ms 当前函数在 GPU 上的耗时（单位：毫秒）
- 函数调用详细信息相关选项
  - No Details 只显示基本数据（默认）
  - Related Data 显示与当前函数相关的纹理、材质、shader 等资源信息
  - Calls 显示底层的绘制调用（如 DrawMesh、Blit）

平台	图形 API	状态
Windows	DirectX 11、DirectX 12、OpenGL	受支持
	Vulkan	不支持
macOS	OpenGL	支持。注意： Apple 已废弃对 OpenGL 的支持。
	Metal	不支持。改用 XCode 的 GPU 帧调试器 UI。
Linux	OpenGL Core	受支持
	Vulkan	不支持
WebGL	所有 WebGL	不支持
Android	OpenGL	在运行 NVIDIA 或 Intel GPU 的设备上受支持。
	Vulkan	不支持
iOS、tvOS	Metal	不支持。改用 XCode 的 GPU 帧调试器 UI。
Tizen	OpenGL	不支持。