GPU Skinning介绍

最近通过朋友介绍，知道了一个叫做GPU Skinning的工具。这个工具的作用是同一种角色在同屏里面出现一大堆时，可以大幅度的降低DrawCall。我试了一下，感觉挺有意思的，各位可以试试。
它的原理实际上是把骨骼矩阵存在配置文件里面，然后通过特殊的shader，计算顶点的位置，直接在GPU端得到了网格模型的顶点在动画帧该在的位置。这一切由于是在GPU端直接得出结果，所以根本不会产生CPU的合并和DrawCall。这种做法，其实是很典型GPU骨骼动画做法，之前我在写AGAL的骨骼动画时，也是采用这种方式的。
下面来说说做法：
先去github下载最新的项目，该项目是开源的：https://github.com/chengkehan/GPUSkinning
然后打开项目，把之前做好的角色模型拖到场景里面，然后加上GPU Skinning Sampler脚本在模型的身上：

加完脚本之后，会看到具体的设置，先填入需要保存的模型的名称（Animation Name），设置RootBone，然后根据需要设置动画片段的fps、循环等信息。

接下来根据下面的步骤，点击Play Scene和Start Sample，插件会让你选择一个保存的地方。

保存完之后，会有4个文件生成出来。我们随便建一个新的Empty GameObject，然后挂上GPU Skinning Player Mono的脚本，然后把刚才保存的4个文件拖到相应的位置，然后空物体就很神奇的出现了角色的网格模型。可以把这个gameObject保存成Prefab，然后就可以直接用了。

下面是运行的结果，生成了100个角色，虽然角色模型一样，但动作都是随机播放的。这时候看SetPass Calls，只有6个。

可以看出，如果GPU能力还过得去的话，这个做法还是不错的。而且插件本身也实现了动画事件的功能，可以满足一定的功能。
之后我拿了一台配置非常低的手机（红米note1代）运行了上面的demo，在生成到同屏65人左右，还能保持60帧满帧。之后由于同屏面数的增多，慢慢开始掉帧，同屏100人时帧率为43左右。同屏145人降到33帧左右。我使用测试的模型就是上图所示的，面数1500，骨骼大概30左右。

接下来说说不足的地方：
1、角色刚实例化出来后， GPU Skinning Player Mono上面的Player变量是空的，也就是说不能在实例化后立刻调用播放动画的方法，不然会报错。
2、我试了3个模型，其中有一个使用了多个子网格模型的角色生成出来的数据是错误的，估计还有bug。
3、虽然插件实现了动画事件，但和Unity原生的动画事件并不是同一回事，而且也不能用动画状态机，都是直接通过Play方法来播放对应的动画的。当然我很喜欢这种做法，但如果是本身项目就已经用了动画状态机和自带的动画事件，似乎就有点难直接套用这套GPU Skinning了。
4、最大的缺点，同屏显示同一个动作的模型，动作将会是一模一样的，也就是说如果10个模型都播放跑步动作，他们的动作将会是完全一致的。当然了，如果是播放攻击动作，只要攻击的间隔不一样，攻击完之后播放待机动作，也只会是刚好攻击的几个模型动作一致。

通过以上的测试结果，可以得出GPU Skinning功能大概适合用在同屏小兵很多，而且小兵的模型都是基本相同的几个模型。如果用在主角身上，由于动作会同步到一模一样，会比较难看。如果是做带很多兵的割草类游戏、塔防类游戏等，这个方案还是不错的。