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5-光子游戏-探索手游前端性能测试最佳实践-曾平.pdf

编号：29812

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1、MTSC2020中国互联网测试开发大会深圳站TESTING SUMMITCONFERENCE CHINA 20202020.11.20-21一中国深圳宝立方国际酒店主办方：TesterHeme#page#中国互联网测试开发大会。MTSC深圳站探索手游前端性能测试最佳实践曾平主办方：TesterHame#page#MTSC中国互联网测试开发大会手游前端性能测试的意义和背景介绍月手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案盛前端性能测试分析工具链建设实践CONTENTS手游项目性能测试优化方案探索&实战经验分享小结厂商主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会一、

2、手游前端性能测试的意义和背景介绍近年来手游产业发展迅速，逐渐由之前的轻度、休闲类转而向中重度手游发展，越来越多大型端游也改编成手游，如：斗战神、热血传奇、天涯明月刀等。iOS畅销榜TOP20手游情况排名注戏线类型引等1王者荣耀MOBAUnity3D游戏引擎分布情况2MMORPG天涯明月刀Unity3D4SLG三国志*战略版Unity3D52ox.16.6PSUE4和平精英6RPG原神Unity3D1梦幻西游MMORPGNeox9SLG万国觉程Unity3DUE4，16.60%11云上城之歌-勇者传说MMORPGUnity3D13SLG鸿图之下UE45SLG率土之滨Neox7神武4MMORPGC

3、ocos19新神魔大陆MMORPG Unity3D厂商主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会二、手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案1、性能影响因素众多：代码、资源、引擎、系统、SOC等前台性能影响因素2、性能问题优化较为困难，有时需动到引擎等底层代码，或涉及资源制作的优化3、前台性能问题对游戏外网表现至关重要，尤其对于竞技类手游纹理资调厂商主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会二、手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案玩家在体验游戏时，往往卡顿或OOM的影响最直接，其次是发热、流量等问题，而这些也是性能

4、测试和优化需要关注的重点。前台性能测试的价值：游戏性能表现评估，提升玩家体验FPS内存一级指标CPU/GPU使用率卡顿率功耗降频二级指标流量纹理格式/精度三级指标光照碰撞厂商主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会二、手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案前台性能测试分析方案RoadMap性能测试FPSCPU机器/配置内存机器硬件情况GPUCPU游戏内配置是否合理资源代码Gamethread.Renderthread、组件耗时、其他热点函数瓶颈分析：PS，VS，带宽纹理大小和格式代码段过大、内存泄漏、Mesh、材质、重复加载资源、图集加载音频、动画不合

5、理消染顶序：不透明从前往后，透明从后往前overdraw，shader复杂度，美术资源等厂商主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会二、手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案手游开发过程中游戏涉及到的资源和对象非常多，如：纹理、光源、材质、粒子、模型、动画、音频、脚本、线程调度等。不同的资源对性能参数会带来不同程度的影响。内存纹理、音频、模型、字体CPU组件运算（碰撞、光照等）脚本、GC、Drawcall、GPU材质、模型（顶点和三角面的数量）、像素填充系统/SOC线程调度绑核、LOD厂商主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开

6、发大会、手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案GPU纬度一PC端与移动端GPU对比对比项PC端GPU（RTX3090ti）移动端GPU（Adreno640）38410496核心数（ALU单元）954Gflops（浮点计算）35.58T功耗M350W晶体管数280亿60亿（晓龙855整体）制程8nm10nm显存24GDDR6X独立显存DDR4X共享内存带宽34GB/sPCle4.01006GB/s尺寸313mm*138mm*55mm8.49mmx9.84mm8K最高分辨率1080PAPIVulkan 1.1/OpenGLES3.2/DX12Vulkan1.2/OpenGL4.6/DX

7、12移动端GPU体积、功耗占优，但是计算能力远逊于PC端GPU主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案GPU纬度一GPU架构IMR模式：架构简单，提交的每个泸染命令都会立即开始执行，并且该染命令会在整条流水线中执行完毕后才开始执行下一个泸染命令优点：架构简单，演染管线连续缺点：泸染命令在执行需要随时读写framebuffer，depthbufer和stencilbuffer，带来大量内存带宽消耗，功耗消耗高Cip.ProeTexlureMpha Te8cuTewtureDabDepiBufIMR pipelineI

8、MR架构多用于PC端的GPU主办方：TesterHame#page#MTSC中国互联网测试开发大会手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案GPU纬度一GPU架构TBR模式：将需要潼染的画面分成一个个矩形区块（tile），tile一般是4x4或者8x4的矩形块。模型的顶点经过VertexShader运算以后会组装成一个个的triangle，这些triangle会被缓存在PrimitiveList里面优点：按块为单位来处理，功耗和内存消耗大大降低缺点：需要额外的带宽用来读写Primitivelist，依然存在OverDraw高的问题TBR pipolineTBR架构多用于Android移

9、动端的GPU主办方：TesterHame#page#MTSC中国互联网测试开发大会手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案GPU纬度一GPU架构TBDR模式：TBDR跟TBR原理相似，但是通过HSR（HiddenSurfaceRemoval，隐藏面消除）操作，在执行PixelShader之前进一步减少了不需要渣染的fragment，降低了带宽需求。优点：能解决overdraw的问题，可节省带宽与运算开销的消耗缺点：AlphaTest、AlphaBlend会打断TBDRbTBDR pipelineTBDR架构多用于iOS的GPU主办方：TesterHame#page#中国互联网测试开发

10、大会MTSC手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案几何阶段光栅化阶段应用阶段顶点处理屏幕映射三角形像素计算合井输出屏幕显示CPU传输图元和洁坐标变换/光照转换屏幕坐标设置和遍历逐片元着色模板/深度/混合染设置到GPUVS瓶颈带宽瓶颈PS瓶减面提升cache命中率简化效果固定阶段固定阶段裁剪降低输出分辨率减少drawcal数量片元丢弃控制缓冲读写不可配置不可配置顶点丢弃减少带宽负载排序触发early-zRasterization主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案GPU纬度一GPU染分析对GPU消耗影

11、响较大的主要因素包含：漳染流程、模型/纹理精度、overdraw、光GPU影响因素照、shader复杂度等整体渣染策略最大程度利用GPU架构的硬件特性减少不必要的顶点计算和像素绘制先绘制不透明再绘制透明，不透明从前往后绘制，半透明从后往前绘制V同类物体连续绘制或合批主办方：TesterHame#page#中国互联网测试开发大会MTSC手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案基础性能数据GPU纬度一问题分析方案收集FPS问题场景确定（掉顿/卡顿）CPU负载&频率检查瓶颈判断CPUGPU瓶颈瓶颈热点函数分析泸染分析浪染过程VS瓶颈带宽瓶颈PS瓶颈分析分析分析分析主办方：TesterHem

12、e#page#中国互联网测试开发大会MTSC、手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案CPU纬度一PC端与移动端CPU对比对比项桌面CPU（inteli9-10900K）移动CPU（晓龙865）108核心数小核4个：1.8GHz频率3.7GHz大核3个：2.42GHz超大核1个：2.84GHz极限频率5.3GHz2.84GHzL3Cache（高速缓存）20MB4MB制程14nm7nm功耗125W2.5W大小37.5mmx37.5mm8.49mmx9.84mm移动端CPU芯片体积、制作工艺、功耗更优，但是计算能力PC端CPU更强主办方：TesterHeme#page#中国互联网测试开发

13、大会MTSC手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案基础性能数据CPU纬度一CPU问题分析方案收集FPS问题场景确定对CPU消耗影响较大的主要因素包含：逻辑运算、物理组件、（掉顿/卡顿）CPU影响因素GC、drawcal等CPU负载&频率检查瓶颈判断CPUGPU瓶颈瓶颈漳染分析热点函数分析消染过程VS瓶颈PS瓶颈带宽瓶颈分析分析分析分析主办方：TesterHeme#page#中国互联网测试开发大会MTSC手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案CPUCPU纬度一CPU和GPU架构特点ALUControlCPUCacheCPU有强大的ALU，擅长逻辑控制，串行的运算大道DRA

14、MGPU擅长的是大规模并发计算，所以GPU除了图像处理，也GPUGPU越来越多的参与到计算当中来有些工作即可以放在CPU也可以放在GPU，如：GPUskin协作分工开mesh/cPU skin meshDRAM主办方：TesterHeme#page#中国互联网测试开发大会MTSC手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案CPU&GPU纬度一计算资源分配调度GPUCPU1.先分析CPU瓶颈或GPU瓶颈，尽量将计算移向相对空闲的地方，大量计算单元井善于执行复杂控例GPU skin mesh/CPU skin mesh Occlusion Culing发执行制逻辑分配思路浮点计算能力强单核计

15、算能力强2.在ComputeShader技术的支持下，GPU也具备了逻辑计算能力，即GPGPU，使分配更灵活主办方：TesterHame#page#MTSC中国互联网测试开发大会二、手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案内存纬度一内存分布视图（U3D/UE4）内存分布（UE4）内源分主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会二、手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案内存纬度unity3D内存管理整体视图unity3D内存管理比较复杂繁项，稍不注意就可能导致资源释放不及时或者释放错误，此外unity引擎本身也会自动加载部分资源，那些资源的释放由

16、引擎控制，更容易导致内存出现消耗过高的情况。内存管理整体视图如下：Mi主办方：TesterHame#page#MTSC中国互联网测试开发大会、手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案内存纬度一资源加载和卸载实例北资弹色2E8（s（wait）；WaitF海务进识会国座门卸载资源3=123释放资测主办方：TesterHame#page#MTSC中国互联网测试开发大会手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案内存纬度一资源加载和卸载实例Sten 1 Sten 2Sten5Sten 3Sten 4将prefab和纹理的引用置空通过UnloadUnusedAssets0释放主办方：Te

17、sterHame#page#MTSC中国互联网测试开发大会手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案内存纬度一影响内存的主要因素资源类异常纹理大小、音频、地图、字体、动画资源等资源重复加载、卸载错误、卸载不及时，及代码使用不当造操作类错误成堆内存过高引起频繁GC等主办方：TesterHame#page#中国互联网测试开发大会MTSC二、手游前端性能测试、分析Roadmap及整体解决方案内存纬度一问题分析思路基础内存数据收集性能问题场景确定场景内存全量内存资源快照内存快照分布申请情况分析对比资源重复资源规格内存泄漏资源泄漏加载主办方：TestterHeme#page#MTSC中国互联网测

18、试开发大会三、前端性能测试分析工具链建设实践XUP.UWA工具链建设思路引擎层1.容易引发严重性能问题环节的分析XUP、Xcode/instrument代码2.能支持多引擎，能较全面的获取手游性能基础数据，工具能复用到大部分项目3.能分析到问题根因资源扫描平台、资源顶加载测试工具资源RenderDoc、snapdragon、自动化泊染分析、自动化截渔染喷分析、shader扫描VSystace、 DS-streamine、 XUP、 PerfDog系统VBatteryLife、功耗仪：N6705功耗主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会三、前端性能测试分析工具链建

19、设实践资源扫描平台开发目的：资源对游戏内存和泣染都会带来直接影响，扫描平台支持对unity3D和UE4引擎手游的资源进行多维度的扫描，提前暴露问题UE4资源检查维度主办方：TesterHeme#page#中国互联网测试开发大会MTSC三、前端性能测试分析工具链建设实践Shader扫描工具手游越来越重度、画质要求较高，非常容易出现GPU瓶颈，引起卡顿。除了常见的资源规格、漳染顺序、漳染方法等因素之外，开发背景shader对漳染效率也有非常大的影响。shader工具，旨在前期提前发现shader的消染效率问题发现的问题主要集中在：使用分支语句，不透明泣染中使用主要问题discard，使用纹理过多，

20、使用过多的数学函数，使用了过多的变体等主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会三、前端性能测试分析工具链建设实践自动化追染分析在不影响原有追染过程的情况下，修改unity的追染流程，利用实观原理computeshader逐顿采集gpu漳染数据，可以提供一段时间内漳染数据实时变化Shadar LOD主办方：TesterHame#page#中国互联网测试开发大会MTSC三、前端性能测试分析工具链建设实践性能热力图开放大世界手游的流行，保障大地图手游的性能情况带来一定挑开发背景战，尤其全图遍历太耗人力。在此背景下开发了性能热力图工具，较好的对全图性能进行监控1.直观展示

21、大地图中的各维度性能指标应用场景2.地图制作期间用于指导美术进行性能优化3.跨版本的对比，对于明显性能瓶颈点进行进一步分析主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会四、手游项目性能测试优化方案探索&实战经验分享性能测试前置，标准先行。分阶段制订适配项目性能情况的整测试支持方案体测试方案和人力支持测试前置性能热点及容易出现瓶颈地方，研究开发工具提高问题发现效率。通过自研或引入的方式持续完善性能测试分析工具链建设工具链建设结合项目研发情况，制订适合项目选代节奏的性能转测和优化流程，让性能风险点及时掌握，问题及时收敛流程制定完善性能各纬度数据的监控，及时感知版本性能情况的

22、变化性能监控主办方：TesterHame#page#MTSC中国互联网测试开发大会四、手游项目性能测试优化方案探索&实战经验分享性能优化方案&经验1.性能测试需要在早期介入，且性能优化是一个长期持续的过程项目测试2.重视美术资源标准制定以及项目支持的基线机型和分档，合理的LOD分级经验分享3.性能冒烟，监控每日版本性能变化情况4.日常性能测试分析，需分阶段关注游戏瓶颈点的分析1.不同游戏玩法和定位不一样，性能瓶颈往往有较大区别，有的追染瓶颈居多、有的在逻辑瓶颈，性能优化方案需要具体问题具体分析常见优化方案2.在常规优化手段无法解决严重性能问题时往往需要考虑舍弃部分表现效果或体验主办方：Test

23、erHame#page#MTSC中国互联网测试开发大会四、手游项目性能测试优化方案探索&实战经验分享GPU问题常见优化手段分享针对GPU问题，重点关注GPU追染过程中高度可控，且容易出现瓶颈的阶段：顶点处理和片元处理，同时关注带宽负载。降低带宽顶点处理片元处理裁鹤顶点：减少CPU到GPU带宽最大程度利用GPU架构：减少纹理大小模型减面先Opaque后Transparent减少网格大小动态模型LODOpaque：从前往后视距裁剪减少缓存访问：Transparent：从后往前减少光照：追染过程中减少各类buffer减少图元处理合理排序，提升cache命中减少实时光，提前烘焙减少滨染像素/overd

24、raw主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会四、手游项目性能测试优化方案探索&实战经验分享GPU优化案例2b.）减少片元处理减少片元处理的重点在于减少不必要的图元绘制，合理利用early-z，TBDR等硬件特性。1.追染排序2.减少浪染像素/overdraw3.减少光照计算，提前烘焙N月主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会四、手游项目性能测试优化方案探索&实战经验分享GPU优化案例3C.）降低带宽降低带宽需要考虑两个方面，从CPU传输数据到GPU的带宽，以及GPU漳染过程中访问各类buffer的带宽。1.减少纹理/mesh的数量

25、和大小2.减少访问缓存的次数，提升cache命中率77340.31278735.156glDrawElements（132）8112lDrawElements（8118）107.916825glDrawElements（8118）108.854846dDrawElements（8118）131.875860glDrawElements（8118）122.969主办方：TesterHame#page#MTSC中国互联网测试开发大会四、手游项目性能测试优化方案探索&实战经验分享CPU问题常见优化手段分享CPU优化的核心在于合理分配CPU每幢的计算量，同时充分利用手机多核处理的能力优化代码复杂度分核

26、计算降低组件调用频率利用XUP等工具监控关键路径的耗时变化部分高耗时计算分到多帧进行，降低单喷峰对高耗时的组件，设置合适的执行间隔；对特别注意GC函数耗时以及高频函数避免高耗值，例如：分杭进行物体的加载和销毁视距外的组件，可以考虑暂停执行时调用预加载线程调度减少追染计算预编译常用的shader，热点资源使用对象池根据不同的手机架构解绑核，合理分配线程降低CPU泊染负载主要在于减少drawcall，预加载，避免实时加载出现大卡顿使用动态批处理，静态批处理，gpu最大化利用硬件能力。利用systrace可以分析线程调度情况instance等主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网

27、测试开发大会四、手游项目性能测试优化方案探索&实战经验分享CPU优化案例1组件TICK优化思想：在不影响表现的情况下尽量避免TICK或者隔帧TICK1.植物、物件等静置物体隔帧TICK2.对象不出现在屏幕中，脚本也会运行，所以对距离较远且不可见物体停止TICK优化前：Update持续耗时均值为0.514ms，峰值为118.348ms。优化后：间隔耗时均值为0.054ms，下降0.46ms；峰值为11.548ms，下降106.8ms。主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会四、手游项目性能测试优化方案探索&实战经验分享CPU优化案例2CPU瓶颈分析思想：先利用Sys

28、trace分析卡顿点的线程瓶颈，然后使用Streamline或者Xup分析可优化的热点函数。1.线程分析：2.函数分析：分析主线程单顿耗时，演染线程耗时较低，主要问题是GC耗时过长。UnityMain是主要卡点。主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会四、手游项目性能测试优化方案探索&实战经验分享内存问题常见优化手段分享内存问题需要从内存峰值场景内存分布情况着手分析，首先关注资源类内存，有无超标资源，制作不合理，加载过多或资源泄漏；其次关注代码层的内存申请和内存泄漏。使用ETC或ASTC压缩纹理，去掉不必要的通道资源制作动画和顶点也可以按需压缩合理制作图集，慎重开

29、启mipmap去掉纹理资源的读写功能合理定义结构体大小，去除非必要的引用去除几余按需加载游戏表格和游戏资源，合理控制预加载数量及时到离非必要的第三方库和引擎组件检查泄漏通过代码内存快照，资源内存快照分析连续对局的内存变化主办方：TesterHeme#page#MTSC中国互联网测试开发大会四、手游项目性能测试优化方案探索&实战经验分享内存优化案例1去除中不需要功能的UI组件，部分通过动态加载，可以减少元余内存。主办方：TesterHame#page#MTSC中国互联网测试开发大会四、手游项目性能测试优化方案探索&实战经验分享内存优化案例2资源内存泄漏分析：连续多次对局后每次都重新回到大厅，选择

30、不同场次的大厅场景资源快照进行差异对比，泄漏的资源内存会按照一定规律随局数增长。主办方：TesterHame#page#MTSC中国互联网测试开发大会五、小结性能指标方面1.每个手游项目定位不一样，在项目早期建议制订项目的美术资源标准和机型分档及性能标准，给后期游戏开发和美术制作提供参考2.客户端性能优化是个循序渐进的过程，不太可能一步优化到位，一劳永逸。需要结合版本情况，选择玩家和项目组都能接受的性能水平，不太建议追求极致优化资源管理及优化方面影响性能表现的因素非常多，游戏开发过程中需要清晰了解。资源类问题往往在研发前期带来的影响较大直接影响内存和渣染。开发过程中需注意合理使用相关资源及各类组件，避免对手机某项资源消耗过多而引起性能瓶颈客户端相关性能参数之间并不是完全独立，需要平衡游戏各方面几资源的消耗，分散对手机终端不同资源的消耗压力（如用内存换取cpu压力的降低，CPU、GPU部分运算互移）。美术品质在不同档位机型的要求应该不一样，需要在手机运算能力和美术表现方面取一个较为合理的平衡重视系统和设置类的问题优化，如：解绑核、线程调度类问题，LOD设置错误等问题测试工具方面性能问题影响因素多，分析链条长，需要重视搭建各个维度的性能数据收集和分析工具。代码、资源、泊染层的工具可以优先关注联米到限目工的工行选择和建设主办方：TesterHeme#page#谢谢THANKS

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