InfinityBakeTool是一款專為低端平臺設(shè)計(jì)的Infinity 粒子系統(tǒng)輔助工具。通過空間換時(shí)間的策略，烘培一段時(shí)間的特效效果，將繁重的模擬運(yùn)算轉(zhuǎn)移至離線階段。在 Runtime 時(shí)跳過粒子系統(tǒng)的模擬時(shí)間，顯著提升粒子系統(tǒng)的性能。

InfinityBakeTool 特性

粒子系統(tǒng)是游戲開發(fā)中不可或缺的核心技術(shù)，尤其在營造復(fù)雜絢麗的場景時(shí)，往往需要數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)粒子系統(tǒng)協(xié)同工作。這些系統(tǒng)對性能要求極高，而移動端開發(fā)者受硬件限制，常采用烘焙（Baking）策略來優(yōu)化運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)。

無論是將特效直接烘培成 Texture，還是通過 VAT（Vertex Animation Texture）方案進(jìn)行烘培，都需要烘培得到一張或多張 Texture。這雖然能夠解決 CPU 負(fù)擔(dān)過重的問題，但烘焙后的 Texture 往往很大，尤其是前者。VAT 方案相比前者 Texture 確實(shí)會大大減小，但需要額外對 Shader 做定制化處理。而這兩種方案烘培得到不同的 Texture 就意味著不同粒子系統(tǒng)之間是無法進(jìn)行合批的。

相比傳統(tǒng)的烘培方式，InfinityBakeTool 采用了不同的策略：

1.僅烘焙 Instance 渲染數(shù)據(jù)，以文件形式存儲。根據(jù)不同粒子系統(tǒng)的模塊參數(shù)決定烘培哪些渲染數(shù)據(jù)，對于渲染 Quad，渲染 Mesh 一視同仁，用盡可能小的空間換取珍貴的運(yùn)行時(shí)間。

2.額外烘焙影響渲染的參數(shù)，使烘焙后的粒子系統(tǒng)仍然支持跨粒子系統(tǒng)的合批渲染。不光是原 InfinityParticleSystem 之間也能夠進(jìn)行合批， BakedInfinityParticleSystem 之間也能夠進(jìn)行合批。

InfinityBakeTool 如何進(jìn)行工作

1.能夠?qū)Χ嗔Ｗ酉到y(tǒng)形成的特效組合進(jìn)行一鍵烘焙，形成 prefab

2.生成的 prefab 保留原特效的層級結(jié)構(gòu)，原特效中的每一個(gè)粒子系統(tǒng)烘培生成一個(gè) bakedinfinity 類型的 asset

3.BakedInfinityParticleSystem 能夠在 Runtime 下運(yùn)行，提供了 Play()，Pause()，Stop()，Simulate()等常用 API

Infinity 性能對 Demo

隨著 Infinity 粒子系統(tǒng) 1.3.0 版本的發(fā)布，我們同步開放了 Demo 工程，方便開發(fā)者對比 Built-in 粒子系統(tǒng)，Infinity 粒子系統(tǒng)，和 BakedInfinity 粒子系統(tǒng)之間的性能差異。

我們構(gòu)造了六種不同類型的測試場景，代表粒子系統(tǒng)使用中常見的幾種類型：

1.TestType：粒子系統(tǒng)種類 100+

2.Test200/500/1000：單一粒子系統(tǒng)粒子數(shù)量少，粒子系統(tǒng)大量重復(fù)

3.TestMore：多個(gè)粒子系統(tǒng)粒子數(shù)量負(fù)載不均衡，少則十?dāng)?shù)，多則上萬

4.TestMesh：渲染 Mesh 的粒子系統(tǒng)

5.TestSingle：單一粒子系統(tǒng)粒子數(shù)量大

6.TestPool：測試池化場景，特效批量生成，批量死亡

Demo 下載：

git clone https://cnb.cool/tuanjie/Infinity_Benchmark_Suite.git

• BakedInfinityParticleSystem 在 Runtime 下能夠跳過模擬過程，僅需要執(zhí)行 Transform 更新和渲染相關(guān)邏輯，能夠大大提升 CPU 耗時(shí)降低主線程開銷；

• 烘焙后的粒子系統(tǒng)仍然使用 GPU Instancing 渲染支持合批，相比 Built-in 粒子系統(tǒng)渲染線程開銷仍有很大優(yōu)勢；

• 在內(nèi)存開銷方面，雖然烘焙過程需要額外存儲多幀的渲染數(shù)據(jù)，需要占用更多的內(nèi)存，但 Runtime 下省掉了運(yùn)行時(shí)模擬數(shù)據(jù)占用內(nèi)存的開銷，除此之外，由于多粒子系統(tǒng)共享參數(shù)和渲染數(shù)據(jù)，所以部分場景在烘焙后內(nèi)存開銷反而變低；

InfinityBakeTool 在 Test200/500/1000 這種單一粒子系統(tǒng)粒子數(shù)量少，粒子系統(tǒng)大量重復(fù)的場景下優(yōu)勢十分顯著，下面以 Test1000 為例進(jìn)行展示，該場景中有 1000 個(gè)粒子系統(tǒng)持續(xù)播放，場景內(nèi)粒子總數(shù)達(dá) 1.5w。從 Profiler 中可以直觀地看到烘培后的 Infinity 粒子系統(tǒng)帶來的性能優(yōu)勢。

Test1000 場景效果圖

Built-in 粒子系統(tǒng)的 Test1000

BakedInfinity 粒子系統(tǒng)的 Test1000

我們在不同機(jī)型不同芯片上進(jìn)行了測試，下圖表中展示的是純主線程耗時(shí)，和主線程+渲染線程耗時(shí)，所有測試均取 1000 幀的平均值，在鎖 30fps 的狀態(tài)下進(jìn)行測試的，測試結(jié)果如下，可以看到，烘焙后的場景在 CPU 耗時(shí)方面基本能夠達(dá)到 50% 以上的提升。

Android / IOS 上的性能測試結(jié)果

這個(gè)場景在內(nèi)存占用方面也沒有增加額外開銷，反而小有優(yōu)勢。

Android / IOS 上的性能測試結(jié)果

在 DrawCall 方面，烘焙后的粒子系統(tǒng)仍然能夠合批渲染，這個(gè)場景在 DrawCall 方面也有極大提升，能夠從幾百數(shù)量級直接降低到個(gè)位數(shù)。

Android / IOS 上的性能測試結(jié)果

烘焙方案對于小游戲項(xiàng)目有明顯優(yōu)勢，Test500 場景在小游戲上的測試結(jié)果如下，可以看到烘焙方案能夠有效降低 CPU 占用率和功耗開銷，內(nèi)存開銷有勝有負(fù)。

微信小游戲上的性能測試結(jié)果

微信小游戲上的性能測試結(jié)果

但對于粒子數(shù)量很大的特效進(jìn)行烘焙，可能會占用過多的內(nèi)存，例如 TestMore 和 TestSingle 的場景，開發(fā)者使用時(shí)應(yīng)該酌情考量，InfinityBakeTool 界面在每次烘焙結(jié)束后會顯示當(dāng)前設(shè)置下渲染數(shù)據(jù)大小的估計(jì)值，可以作為參考供開發(fā)者調(diào)整參數(shù)，使烘焙后的數(shù)據(jù)大小降低到可接受的狀態(tài)。

快速上手

您可以通過以下步驟對粒子系統(tǒng)進(jìn)行烘焙：

1.在 Tool 工具欄中打開 InfinityParticleSystem Bake Tool

2.配置相應(yīng)參數(shù)：

基礎(chǔ)設(shè)置：

• 起始時(shí)間 指定從何時(shí)開始烘焙粒子系統(tǒng)

• 模擬總時(shí)間 從起始時(shí)間開始至烘焙結(jié)束的總時(shí)間

• 每秒幀數(shù) 每秒烘焙輸出的幀數(shù)，總幀數(shù)將在下方顯示

• Save Path 用于設(shè)置烘焙生成結(jié)果的輸出保存位置，默認(rèn)保存至項(xiàng)目的Assets/目錄下。

• GameObject 要進(jìn)行烘焙的目標(biāo)系統(tǒng)對象

• Prefab 要進(jìn)行烘焙的目標(biāo)預(yù)制體

3.點(diǎn)擊烘焙按鈕，烘焙結(jié)果將保存在設(shè)置的路徑中：

4.烘焙能夠得到以“Name_Baked”命名的文件夾，包含一個(gè) prefab 和一個(gè) data 文件夾

• prefab能夠拖入場景中直接使用

• data文件夾內(nèi)包含若干.bakedinfinity asset文件，每一個(gè)asset文件代表原特效中可渲染的Infinity粒子系統(tǒng)

1.BakedInfinityParticleSystem 只支持 Runtime

2.烘焙過程中會移除所有 GameObject 為隱藏狀態(tài)或不進(jìn)行實(shí)際渲染的粒子系統(tǒng)

3.不支持Main Module - Auto Random Seed，烘培過程只能支持確定的 Random Seed

4.只支持在 Local 空間中進(jìn)行模擬的粒子系統(tǒng)，不支持在 World 空間（或 Custom 空間）中進(jìn)行模擬的粒子系統(tǒng)，涉及到的模塊包括：

• Main Module - SimulationSpace

• Velocity over Lifetime Module - Space

• Limit Velocity over Lifetime Module - Space

• Force Over Lifetime Module - Space

1.有限支持Main Module - Gravity Modifer，若該值不為 0 并且該粒子系統(tǒng)及其父級粒子系統(tǒng)有旋轉(zhuǎn)時(shí)，渲染效果不正常

2.有限支持Sub Emitter Module 模塊

• 對于 sub 粒子系統(tǒng)的 Transform，Bake 過程會將其歸一化，若原 Transform 中的 Rotation 不等于 0，BakedInfinityParticleSystem 可能會出現(xiàn)錯(cuò)誤旋轉(zhuǎn)

• 對于 Trigger 或 Collision 觸發(fā) Sub 生成粒子的效果支持受限

• 如果 father 粒子系統(tǒng)啟用 Looping，而 Sub 粒子系統(tǒng)不啟用，烘焙前 Sub 粒子系統(tǒng)使用 father 的設(shè)置，烘焙后由于丟失父子信息，使用自己的設(shè)置

3.有限支持涉及與場景中其他 GameObject 產(chǎn)生交互的模塊，包括：

• External Force Module

• Collision Module

• Triggers Module

4.暫不支持Trails Module 的烘焙

5.暫不支持Lights Module 的烘焙，無法生成動態(tài)光源

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