GPU Instancing 功能與計劃

- 團隊開發重點

• The Terrain Team
  • GPU Instancing
  • Terrain
  • SpeedTree
  • LOD

- 什麼是 GPU Instancing?

• 一個 draw call 同時繪製多個 geometry 相同物體

- 用途

• 透過減少 draw call 數量降低 CPU，但不能減少 GPU 消耗

- 應用

• 大量相同 Material、Mesh 的物體 (Ex: 植被、太空隕石)

- 渲染方式

• instance data (世界矩陣、顏色等自訂屬性) -> 打包 Uniform Array -> 存入 Instance Constant Buffers -> Shader 讀取

- 限制

• 使用 lightmap 的物體
• 受不同 light probe / reflection probe 影響的物體
• 使用 multi-pass shader 的物體，只有 first pass 可以 instancing
• Forward Rendering 時，受多個光源影響的物體只有 base pass 可以 instancing ， add passes 不行
• 受制於 constant buffer 的大小限制 ， 一個 instanced draw call 能畫的物體數量是有上限的 (參見 UnityInstancing.cginc 中的 UNITY_MAX_INSTANCE_COUNT)最後需要
• 再次強調的是，Instancing在Shader上有額外的開銷，並不代表一定能提高FPS。永遠要以實際Profiling結果為準！

- 實作方式

• 5.6前 project right -> create instancing shader
• 5.6後 Material setting enable instancing

- New API

• DrawMeshInstanced
• DrawMeshInstancedIndirect
  • 不再是由 CPU 告訴 GPU 數據內容
  • 減少 CPU/GPU 同步開銷，CPU 只是通知 GPU ComputeBuffer 在哪裡，其他的Instance data Shader 程式化產生

- 其他

• 需要 OpenGL ES 3.1+ 手機目前支援度不高
• Material setting enable instancing 時，打包時 shader 參考會被引入，造成打包後大小變大

- 相關參考

• Unity 5.6+版本中GPU Instance 研发实操
• Unity GPU instancing
• Unite 2016 - Unity 5.4 GPU Instancing 功能簡介