Lux的Grass和SRP Batcher

Lux 系列的shader一直以高质量著称，最近在玩 Lux LWRP Essentials，这是 Lux 的轻量管线版本。

Lux LWRP Essentials 的所有shader都支持 SRP Batcher，以 Grass 为例，他的帮助文档有一段很有意思的说明：

Using the SRP batcher combined with layer based culling → allows us to render even a vast amount of grass patches / foliage instances quite efficiently on the CPU. Of course 1 mio grass patches in a 1x1 km level are out of scope. But running 3K grass patches in a 300 x 300 meters levels isn’t a problem at all.

意思是说，开启了 SRP Batcher 之后，渲染高数量级的草毫无压力。

测试场景Environment Demo

关于SRP Batcher

这里我其实有一点疑惑，按照 SRP Batcher官方文档所介绍，当一个场景有很多不同的材质但是shader变体很少时，SRP Batcher 可以发挥最大功效。

We aimed to speed up the general case where a Scene uses a lot of different Materials, but very few Shader variants.

All Materials have persistent CBUFFERs located in the GPU memory, which are ready to use. To sum up, the speedup comes from two different things:

Each material content is now persistent in GPU memory

A dedicated code is managing a large “per object” GPU CBUFFER

官方示例：材质不同、Mesh不同、Shader相同

但是回到Lux的测试场景Environment Demo，每一株草的材质都是相同的，并且草的模型也是相同的，GPU Instancing 可以良好工作，在这种情况下 SRP Batcher 还会快一点么？

还是先做一个测试。

关于SRPBatcherProfiler

官方提供了 SRPBatcherBenchmark 这个工具让我们去调试性能。

在编辑器下开关 SRP Batcher ，Profiler结果如下：

SRP Batcher On

SRP Batcher Off

对比结果如下：

类型	SRP Batcher On	SRP Batcher Off
SetPass Calls	32	32
Batches	399	60
渲染实体	0.28ms	0.36ms
渲染影子	0.38ms	0.41ms

关闭 SRP Batcher，标准的渲染流程，GPU Instancing 正常工作，Batches只有 60。打开 SRP Batcher，Batches一下飙到了 399，但是总的 CPU耗时 确实有降低。

继续测一下手机，这里关闭 多线程渲染，打一个包到我的 小米 Mix 2 手机上看一下，结果如下：

类型	SRP Batcher On	SRP Batcher Off
SetPass Calls	27	27
Batches	406	59
渲染实体	2.26ms	1.79ms
渲染影子	2.63ms	2.48ms

在我的手机上，SRP Batcher Off 版本的cpu耗时反而更少。

有点不信邪，打开 多线程渲染 再测一次，结果一样：SRP Batcher Off 的版本cpu耗时更少。

测试环境和结论

小米 Mix 2 的处理器 骁龙835 还是比较强悍的，虽然测试场景的地表复杂度很高，也开了实时阴影（包括草的自阴影），但是Profiler并没有发现GPU跟不上的情况。

我使用的Unity版本是 2019.2.12f1，还是比较新的，不过 SRP Batcher 被标记为 实验性的(Experimental)。

我看到 Unity 2019.3 下，LWRP 已经升级为 URP，并且 SRP Batcher 的 实验性 标记已经去掉。考虑到 Unity 2019.3 依然处于Beta测试阶段，所以暂且先放一放。

由于移动设备的测试结果不稳定，并且以后可能会升级到 URP，目前写 LWRP Shader 的策略如下：

按照兼容 SRP Batcher 的方式去写Shader。
是否打开 SRP Batcher，经过充分测试后再决定。

Lux的Grass和SRP Batcher