不知各位在玩游戲的時候是否有遇到過這種情況，明明你的電腦配置就還算給力，或者你玩的是統(tǒng)一規(guī)格的游戲主機(jī)或者航機(jī)，但你在玩特定游戲的時候就是會莫名其妙卡頓或掉幀，這個時候你可能就會吐槽這款游戲的優(yōu)化也太爛了吧。但說到底游戲優(yōu)化到底是什么？沒錯，這次我們就來聊什么是游戲優(yōu)化。

游戲優(yōu)化是什么？網(wǎng)絡(luò)上有各種專業(yè)的解釋，但這些夾雜著大量專有名詞與專業(yè)術(shù)語的闡述，先不說大家能不能看得懂，我自己都快讀睡著了。其實不管再怎么復(fù)雜，游戲優(yōu)化的目的總歸就兩個字“不卡”，換句話來說讓一款游戲不卡的技術(shù)就叫做優(yōu)化。在玩游戲的時候，無論是操作上、流暢度、表現(xiàn)上、甚至是畫面的觀感上，只要你玩起來覺得有點卡卡的，那這款游戲可能就還存有優(yōu)化的空間。當(dāng)然，這是較為廣義的優(yōu)化，其中涉及到使用者界面和使用者體驗。要詳細(xì)地解釋“游戲優(yōu)化”問題，我們就得大致從“游戲為什么會卡頓”、“開發(fā)者們優(yōu)化游戲有哪些手段”這些方面出發(fā)。

首先游戲為什么會卡頓？這就得從現(xiàn)代的電子游戲基本運作流程開始說起。無論你的游戲平臺是手機(jī)、游戲機(jī)還是電腦，這些設(shè)備基本都包含了負(fù)責(zé)運算的CPU、GPU；臨時儲存設(shè)備（比如：內(nèi)存條）、長期儲存設(shè)備（比如：硬盤）；用于輸出畫面的屏幕，以及像是鍵盤、鼠標(biāo)、手柄、觸控等這些形態(tài)不一的輸入裝置。

游戲下載好之后就會存在硬盤里面，當(dāng)玩家按下開始游戲的時候，CPU就會把存在硬盤里可能會用到的資源翻到內(nèi)存條里面，這個過程就叫做載入。接著CPU就開始處理邏輯運算，在這個瞬間，玩家按了什么按鈕，按了按鈕之后應(yīng)該要發(fā)生什么事，都是在這里處理的。

當(dāng)CPU處理好運算之后，就會根據(jù)運算的結(jié)果通知GPU該把哪些東西從內(nèi)存條里面拿出來，一層一層地畫到屏幕上，這個階段叫做渲染。等到渲染完成之后，畫面顯示出來，也就是完成了一個幀。如果這流程哪里出了問題，像是CPU運算量過高或者GPU來不及繪制，以60FPS為例，畫面就沒有辦法即時在六十分之一秒內(nèi)做完，原本的一幀理論上只會出現(xiàn)0.0166秒，但這一幀可能停留了0.1秒，玩家就會覺得游戲卡了，這就是所謂的掉幀。

但如果一款游戲?qū)τ谟布男枨蟾哂谕婕沂褂玫脑O(shè)備時，CPU和GPU就會長期處于一個需要花費高于預(yù)期時間才可以輸出畫面的狀態(tài)，于是就會出現(xiàn)幀數(shù)不穩(wěn)定的狀況，游戲體驗也就直線下降。對開發(fā)者來講，無論是突發(fā)性的掉幀還是持續(xù)性的幀數(shù)不穩(wěn)定，都是需要極力去避免的，畢竟要讓玩家愿意花時間來體驗?zāi)愕挠螒?，只有做到不卡他們才有機(jī)會獲得一個良好的游玩體驗，而處理這些問題的行為就是優(yōu)化。

那具體來說，開發(fā)者們會怎么做優(yōu)化處理呢？從上一點可以知道解決掉幀問題是優(yōu)化的首要目標(biāo)，而掉幀的原因通常是CPU或GPU處理不過來，那我們就換CPU跟顯卡，一張RTX3090不夠就插兩張，12代i7不夠用就上i9，如果預(yù)算無上限，你組臺天河計算機(jī)都可以。當(dāng)然這是不切實際的，不是所有玩家都有能力負(fù)擔(dān)一臺高性能電腦，也不是所有平臺都可以跟PC一樣想換就換，所以我們需要反過來思考，如何在有限的硬件條件中讓游戲順暢地運行呢？我個人總結(jié)出三個大方向，分別是改變資源消耗的時機(jī)；盡量在不被注意到的情況下降低畫面品質(zhì)；以及烘焙。

先來說說改變消耗資源的時機(jī)，這主要是為了應(yīng)付瞬間的掉幀。有的時候即時創(chuàng)造或者銷毀一個物件，所需要消耗的資源是很高的，這就有可能導(dǎo)致在創(chuàng)造或銷毀的瞬間畫面卡頓。這個時候我們就可以導(dǎo)入“對象池”的概念，這個對象池有點類似于鉛筆盒，作為一個好學(xué)生，身上少說也會帶個三五支筆吧？但如果你不把它們?nèi)糠旁阢U筆盒，而是直接丟進(jìn)書包里，那每當(dāng)你需要換一支筆的時候，你就得去翻書包，這樣就很浪費時間對吧？

所以合理的做法當(dāng)然是準(zhǔn)備一個鉛筆盒，把這些筆全部都放進(jìn)去，每次需要用的時候就把鉛筆盒拿出來放在桌上，想要換筆你就不用特意去翻書包了。“對象池”也是一樣，設(shè)計師會把可能用到的東西在載入場景的時候一起帶進(jìn)來，如果需要用到很多同樣的東西，就像鉛筆盒里面會有好幾支筆，這時就會把這些物件一次多載入幾個進(jìn)來，形成一個池。雖然這么做并不會降低創(chuàng)造物件的成本，就像大部分的時候你也不會同時用到鉛筆和橡皮擦，但是在“Loading”畫面中多等一幀，和你在游玩過程中卡頓的那一幀相比可劃算太多了。這些物件在使用完畢之后也無需銷毀它，只要把它關(guān)掉，丟回對象池里面，等到下次要用的時候再打開就好了，這樣做也就很大程度上減少了瞬間掉幀的情況。

再來講講盡量在不被注意到的情況下降低畫面品質(zhì)。一款游戲如果想要最大程度地表現(xiàn)細(xì)節(jié)，它的模型面數(shù)肯定會稍微高一些，如果只是一個室內(nèi)的場景，畫面上只會有幾個模型，那也就算了?？扇魮Q成森林、城市那種復(fù)雜的場景，只要稍微把攝影機(jī)拉遠(yuǎn)，畫面上的模型數(shù)量就會非常的大，不做處理的話，這些模型所夾帶的總面數(shù)就會非常多，GPU就很有可能來不及運算，進(jìn)而發(fā)生持續(xù)性的掉幀。所以基于性能的考量，設(shè)計師通常會使用“LOD”去做處理。LOD的全名是Level Of Detail，顧名思義就是把細(xì)節(jié)分成好幾個等級，距離攝影機(jī)比較近的模型就會以面數(shù)最高、細(xì)節(jié)最多的形態(tài)呈現(xiàn)，反之距離攝影機(jī)越遠(yuǎn)，模型就可以顯示得越簡陋。

還有一些比較狠的做法，會把動畫的幀數(shù)調(diào)低，總而言之就是各種取巧，畢竟大部分游戲都會盡量讓玩家的注意力，集中在離自己比較近的地方。何況遠(yuǎn)方的物件在屏幕上占據(jù)的像素點并不算太多，只要處理地夠好，通常是不太會被發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)然這只是理想上的狀態(tài)，實際上大多數(shù)的游戲，特別是開放世界類作品，只要你慢慢往前走，甚至是在原地旋轉(zhuǎn)一下，視角或多或少地還是可以看出遠(yuǎn)方物件的閃爍、消失等異常情況。雖然說破之后會有些尷尬，但正因為有這些處理，玩家才可以在游戲中體驗到廣袤無垠的開放世界場景嘛。

最后再來講講“烘焙”。烘焙這兩個字稍微有一點抽象，游戲怎么會跟烤面包扯上關(guān)系呢？烘焙其實是指把一個原本在即時運算中特別吃效能的功能，在開發(fā)階段就先花時間算好，并保存起來，之后如果要再用到這個功能時，就不用再花大量CPU和GPU資源去即時運算了。我們都知道游戲的幀數(shù)最少也要30，所以游戲?qū)磿r運算的要求是非常非常高的。而在3D的世界中，光影的計算又是特別消耗效能，所以很多像是靜態(tài)陰影、光照探針、法線貼圖、鏡面反射等等都會使用到烘焙。這樣做的好處在于幾乎不犧牲畫面品質(zhì)的情況下，就可以做到更好的效能控制。簡單來說就是畫面又好看、又不會卡。

但相對的，因為這是事先處理好的東西，所以只要烘焙的東西一被改變就會穿幫。比方說《漫威蜘蛛俠》里的高樓大廈，它的鏡面反射就是事先算好，所以如果你看得夠仔細(xì)的話，就會發(fā)現(xiàn)它的反射貼圖呈現(xiàn)的影像，跟實際在大樓對面的物體是完全不一樣的，在工地地板的水灘也可以穿透天花板看到天空的顏色，因此這算是一種有利也有弊的技術(shù)吧。

除了剛剛提到的三大方向之外，優(yōu)化當(dāng)然還有很多其他的種類。這三種只是比較經(jīng)常使用的方式罷了，其他像是游戲容量、發(fā)熱耗電量、集體占用量等方式，會根據(jù)開發(fā)平臺、游戲類型、美術(shù)風(fēng)格的不同，使用有其獨特的優(yōu)化方式。而且所謂的優(yōu)化并沒有一個絕對的標(biāo)準(zhǔn)，不是說為了極限壓制效能，甚至不惜犧牲畫質(zhì)來獲得更高的回報，試問如果廠家都把游戲壓縮在480P的分辨率，游戲是都能流暢運行了，但你的眼睛答應(yīng)嗎？

因此，游戲優(yōu)化更多時候是在品質(zhì)和流暢度之間取得一個平衡，回歸一切的原點，可以讓玩家順暢地游玩開發(fā)者的心血結(jié)晶，完全沉浸在他們所架構(gòu)出來的世界里。不用去過分在意游戲的載體，不用再為了畫質(zhì)、設(shè)定而反復(fù)斟酌，也不會因為莫名的掉幀而被迫從游戲體驗中抽離，讓好玩的游戲變得更加好玩，這才是游戲優(yōu)化最終的目的。

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