Unity プロファイラー指南
〜スクリプティングの巻〜
ﾜﾀｼﾊ ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾐﾝｸﾞ ﾁｮｯﾄﾃﾞｷﾙ
Github: c3-hoge-fuga-piyo
本ドキュメントは下記のいずれかの環境から、
スライドとして閲覧することを前提としています
- Unity 5.4.0b17
- MacBook Air (11-inch, Mid 2013)
- OS X 10.11.4
- 1.7GHz Intel Core i7
- 8GB 1600 MHz DDR3
- Intel HD Graphics 5000 1536MB
- Unity プロファイラー（以降、「プロファイラー」と表記）から得られるデータから、
何を最適化すべきかを判断する能力を身につける
- 今回は特に「スクリプトの最適化」について言及します
- ゲーム開発に対する「実践レベル」の知識
- 「ゲームの開発経験」が必要です
- Unityに対する「入門書レベル」の知識
- 「基本的な知識」が必要です
- C#に対する「参考書レベル」の知識
- 「入門書レベル」以上「実践レベル」以下の知識が必要です
Unityに内蔵されているパフォーマンス計測ツールです
- Windowsにとっての「タスクマネージャー」
- OS Xにとっての「アクティビティモニタ」
- Linuxにとっての「vmstat」
- CPU使用率
- GPU使用率
- レンダリング統計
- メモリ使用率
- オーディオ統計
- 3D/2D物理演算統計
- ネットワーク統計
- CPU使用率 ← これだけ！
GPU使用率レンダリング統計メモリ使用率← 使用しませんオーディオ統計3D/2D物理演算統計ネットワーク統計
- 本講義の目的である「スクリプトの最適化」という観点から見ると「メモリ使用率」から得られるデータの有効性は低いため
……そもそも使用されている例を見ない
- Unityから使用されているリソースしか計測できない
- 得られる計測値が正確ではない
- 特にUnityエディタ上での計測は、エディタが使用しているリソースも計測対象に含まれます
- より精度の高い値を必要とする場合は、後述する「プレイヤーへのアタッチ」を行います
「メモリ使用率」の計測については、
各プラットフォーム用に提供されている計測ツール
の使用を推奨します
- Instruments (iOS)
- VTune, Snapdragon Profiler (Android)
- MemoryProfiler（Unity 5.3a4 or later）
- Unity公式の新メモリプロファイラー
プレイヤー（ビルドされた成果物）とプロファイラーを接続することにより
実行中のプレイヤーの計測データをプロファイラー上で確認できるようになります
BuildSettingsより、任意のビルドターゲットを選択する（画像ではWebGLを選択）
「Development Build」と「Autoconnect Profiler」のチェックボックスを有効にする
「Build And Run」より実行すると、実行中のプレイヤーの計測データが自動的にプロファイラーへ送られるようになります
プロファイラーに関する基本的な情報は
公式リファレンスで確認できます
前述のとおり「スクリプトの最適化」に焦点を絞り、「CPU使用率」から得られるデータについて説明します
- タイムライン
- フレーム中の階層データ
Hierarchy モード
フレーム中で実行されているメソッドの階層表示を行います
Timeline モード
Hierarchy モードで得られるデータをタイムライン形式で表示します
- マルチスレッディングがサポートされているプラットフォームでは 各スレッドのタイムラインが表示されます （画像はWebGL環境での計測であるため、メインスレッドのみ表示されています）
Raw Hierarchy モード
Hierarchy モードで得られるデータを「オブジェクト単位」で個別に計上します
- Rendering
- Scripts
- Physics
- GarbageCollector
- VSync
- Gi
- Others
Rendering
描画処理が含まれます
- より具体的なデータは「レンダリング統計」や「GPU使用率」で確認できます
- 描画の最適化を行う際の指標になります
Scripts
スクリプト上で実行される処理が含まれます
MonoBehaviour.UpdateをはじめとするUnityのイベント関数や、Unity APIの処理すべてが含まれます- ユーザー定義のメソッドは後述する「ディーププロファイリング」を行わない限り計測されません
- スクリプトの最適化を行う際の指標になります
Physics
物理演算処理が含まれます
- より具体的なデータは「3D/2D物理演算統計」で確認できます
- 物理エンジンを使用した場合のスクリプト、またはレベルデザインの最適化を行う際の指標になります
GarbageCollector
ガベージコレクション（GC）処理が含まれます
- GC対象が多いほど負荷が高まり、計測値が大きくなります
- スクリプトの最適化を行う際の指標になります
VSync
垂直同期が含まれます
- 「フレーム落ち」までの猶予を表します
- プロファイラー上では
WaitForTargetFPSとして計測されています
Gi
グローバルイルミネーション（GI）処理が含まれます
- 描画（ライティング）の最適化を行う際の指標になります
Others
既に挙げたカテゴリに含まれないものすべてを含みます
- 何もかもが詰め込まれているため、階層データでよく確認しましょう
プロファイラーはUnityのイベント関数やUnity APIの実行のみを計上しますが
「ディーププロファイリング」を有効することにより、ユーザー定義のメソッドも
計測対象に含むようになります
プロファイラー上部にある「Deep Profile」ボタンを有効にする
下記のコードで実際に計測してみました
おわかりいただけただろうか……
「ディーププロファイリング」は有用ですが非常に負荷が高く、 場合によっては激しいフレーム落ちにより計測が困難になります
「Profiler API」を使う
UnityEngine.Profiler.BeginSampleとUnityEngine.Profiler.EndSampleを使用することにより、
メソッド中の任意の区間の計測データをプロファイラーに計上することが可能になります
下記のコードで実際に計測してみました
おわかりいただけただろうか……
- CPU
- GPU
- Total
- Self
- Calls
- GC Alloc
- Time ms
- Self ms
- パフォーマンスに関する警告の対象となるオブジェクトの総数
CPU
計測フレーム中でCPU側の処理で消費されている時間を示します
GPU
計測フレーム中でGPU側の処理で消費されている時間を示します
Total
計測フレーム中において、その項目の子階層を含む全体の処理時間が占める割合を示します
- 「階層全体の値」であるため、単体で使用するデータとしては不適切です
- 「割合」であるため、単体で使用するデータとしては不適切です
Self
計測フレーム中において、その項目の子階層を含まない単体の処理時間が占める割合を示します
- 「割合」であるため、単体で使用するデータとしては不適切です
Calls
計測フレーム中で、その項目が実行されている回数を示します
- スクリプトの最適化を行う際の指標になります
GC Alloc
計測フレーム中で、その項目を実行した際にヒープから割り当てられたメモリのサイズを示します
- スクリプトの最適化を行う際の指標になります
Time ms
「Total」を時間で表した値です
- 「階層全体の値」であるため、単体で使用するデータとしては不適切です
Self ms
「Self」を時間で表した値です
- スクリプトの最適化を行う際の指標になります
パフォーマンスに関する警告の対象となるオブジェクトの総数
計測フレーム中の、「パフォーマンスの低下を招く、間違ったUnityの機能の使い方」がされているオブジェクトの総数を示します
- 詳細は公式マニュアルで確認できます
- プロファイラーは「最適化のための計測ツール」である
- パフォーマンス不足による不具合でもない限り、不具合対応には役立ちません
- 各プラットフォーム用に提供されている計測ツールと併用する
- プロファイラーはあくまで「Unity用の計測ツール」です
- 「CPU使用率」から得られるデータは開発中の段階から活用する
- 特に「GarbageCollector」には細心の注意を！
- Unity - マニュアル: プロファイラー ウィンドウ
- Unity - スクリプトリファレンス: Profiler
- Unite 2016 Tokyo - モバイル端末向けのUnityアプリケーションの最適化実践テクニック
ご清聴ありがとうございました！
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