zeling_v2/Docs/Design/27_PerformanceBudgetGuide.md

27 · 性能预算指南

适用范围 全部系统
所属文档集 ← 返回索引 · 总览

---

目录

1. 帧时间预算
2. GC 分配预算
3. 每平台性能目标
4. 对象池容量公式
5. 物理配置规范
6. 动画导入配置规范
7. UI Canvas 批处理规范
8. 音频预算
9. Profiler 使用规范
10. 性能检查清单（PR 门禁）

---

1. 帧时间预算

目标帧率

平台	目标帧率	帧时间预算
PC（高配）	144 fps	6.9 ms
PC（低配）	60 fps	16.6 ms
Steam Deck	60 fps	16.6 ms
Nintendo Switch（未来）	30 fps	33.3 ms

主要基准：以 60 fps / 16.6 ms 为核心优化目标。

帧时间分配（16.6 ms）

16.6 ms 总预算分配:

  ├─ Unity 引擎开销（渲染、物理、GC）  ≤ 5.0 ms
  │   ├─ Physics2D.FixedUpdate         ≤ 1.5 ms
  │   ├─ Camera + Culling              ≤ 1.0 ms
  │   └─ 渲染（Draw Call + Sort）      ≤ 2.5 ms
  │
  ├─ 游戏逻辑                          ≤ 6.0 ms
  │   ├─ PlayerController + States     ≤ 1.0 ms
  │   ├─ EnemyAI（BehaviorDesigner）   ≤ 2.0 ms（≤ 20 个活跃敌人）
  │   ├─ EnemyNavAgent（PathBerserker）≤ 1.0 ms
  │   ├─ AnimancerComponent 驱动       ≤ 1.0 ms
  │   └─ 其他系统（SO 事件/UI/音频）   ≤ 1.0 ms
  │
  ├─ Feel / MMFeedbacks                ≤ 1.5 ms
  │
  └─ 余量                              ≈ 4.1 ms

超时警报阈值

系统	Profiler Marker	警报阈值
PlayerController	[BaseGames] Player.Update	> 1 ms
EnemyAI（全部）	[BaseGames] Enemies.AI	> 2 ms
GlobalObjectPool.Prewarm	[BaseGames] Pool.Prewarm	> 50 ms（仅启动一次）
SaveManager.Save	[BaseGames] Save.Write	> 10 ms（异步写入，主线程触发）

---

2. GC 分配预算

限制

范围	限制	说明
每帧 GC 分配（游戏进行中）	≤ 256 KB	超出可能导致 GC Pause
单次 GC Pause（如需触发）	≤ 1 ms	使用 Incremental GC
游戏启动时（预热阶段）	不限制	仅启动一次，不影响游玩
场景加载时（加载画面覆盖）	不限制	加载画面覆盖，不可见

Unity 设置

Project Settings → Player → Other Settings:
  ✅ Use Incremental GC
  GC Incremental Time Slice: 1 ms

Project Settings → Quality:
  ✅ Enable V-Sync（或手动 Application.targetFrameRate = 60）

常见 GC 热点及替代方案

反模式	替代方案
GetComponent<T>() 在 Update 中	Awake 缓存引用
string 拼接/Format 在热路径	预分配 StringBuilder 或 string.Format 仅在非热路径
LINQ（.Where().ToList()）在 Update	手写 for 循环 + 预分配 List<T>
事件 += lambda 每帧注册	OnEnable/OnDisable 订阅/取消
new Vector2/3() 频繁在 Update	复用局部变量，不 new
Physics2D.RaycastAll()	Physics2D.RaycastNonAlloc() + 预分配数组
Coroutine yield return new WaitForSeconds() 每帧	缓存 WaitForSeconds 实例（static readonly）

推荐 Profiler 内存标记

// 每个系统的 Update/FixedUpdate 包裹 ProfilerMarker
static readonly ProfilerMarker s_Marker = new ProfilerMarker("[BaseGames] System.Update");

void Update()
{
    using var _ = s_Marker.Auto();
    // 逻辑
}

---

3. 每平台性能目标

渲染

指标	PC 低配 目标	Steam Deck 目标
Draw Calls / 帧	≤ 150	≤ 100
Batches / 帧	≤ 80	≤ 60
SetPass Calls / 帧	≤ 20	≤ 15
Sprite Atlas 最大尺寸	2048×2048	1024×1024
像素填充率（全屏四边形）	—	避免超过 3 层透明叠加

活跃对象上限

对象类型	同屏上限	超出时行为
活跃敌人	20	超出范围的敌人进入"休眠"（禁用 AI，保留碰撞）
活跃弹射物	64	对象池：超出上限时最老的 Projectile 自动回收
活跃粒子系统	32	Feel MMF_Player 内置最大粒子预算
活跃 MMF_Player	16	低优先级 Feedback 在帧预算紧张时跳过

---

4. 对象池容量公式

弹射物对象池

池容量 = 最大活跃敌人数 × 每敌人最大弹射物数 × 齐射数 × 安全余量
       = 20 × 4 × 2 × 1.5
       = 240（取整为 256）

参数	值	说明
最大活跃敌人	20	见活跃对象上限
每敌人最大弹射物	4	Boss 弹幕模式最大同时弹射物
齐射数	2	一轮连发的发射次数
安全余量	1.5	防止池枯竭
推荐池容量	256	向上取 2 的幂次

粒子/特效对象池

池容量 = 弹射物命中率估计 × 命中特效数量 × 并发系数
       = 64（活跃弹射物）× 0.3（命中率） × 2（特效种类）
       = 38（取整为 48）

敌人对象池

• Boss 敌人：不使用对象池（唯一实例，场景卸载时销毁）
• 普通敌人：预热数量 = 房间最大敌人数 × 2（支持密集战斗）

池枯竭策略

// GlobalObjectPool 当池空时的回退策略
public enum PoolExhaustPolicy
{
    ReturnNull,       // 返回 null，调用方需处理（推荐，用于弹射物）
    RecycleOldest,    // 强制回收最老实例（推荐，用于粒子特效）
    ExpandPool,       // 动态扩容（仅允许在加载/过渡场景时使用）
}

---

5. 物理配置规范

Fixed Timestep

Project Settings → Time:
  Fixed Timestep:    0.02 （50 Hz，即 50 次/秒 FixedUpdate）
  Maximum Allowed Timestep: 0.1（防止 Spiral of Death）

不要使用默认 0.02 以外的值，除非特别测试验证。60fps 游戏中 FixedUpdate 每帧约调用 0.83 次（略低于每帧 1 次），游戏逻辑不依赖精确的 FixedUpdate 频率。

Physics2D 配置

Project Settings → Physics 2D:
  Velocity Iterations:  6（默认 8，降低以减少 CPU 开销）
  Position Iterations:  2（默认 3）
  Queries Hit Triggers: 仅在需要时开启（逐 Collider 使用 ContactFilter2D）
  Layer Collision Matrix: 精确配置，禁用不需要的层对碰撞

推荐碰撞层矩阵

层	Player	Enemy	Projectile	Wall	OneWay	Trigger
Player	✗	✗	✗	✓	✓	✓
Enemy	✗	✗	✓	✓	✓	✗
Projectile	✓	✓	✗	✓	✗	✗
HitBox	✗	✓	✗	✗	✗	✗
HurtBox	✗	✗	✗	✗	✗	✗

HitBox/HurtBox 仅与对应目标层碰撞，减少不必要的碰撞查询。

Rigidbody2D 最佳实践

• 玩家/敌人：CollisionDetectionMode = Continuous（防止穿墙）
• 弹射物：CollisionDetectionMode = Continuous（高速物体必须）
• 静态平台：使用 StaticRigidbody2D 或仅 Collider2D（无 Rigidbody2D）

---

6. 动画导入配置规范

帧率策略

动画类型	推荐帧率	说明
Idle（待机循环）	12 fps	动作缓慢，低帧率不明显
Run（奔跑循环）	20 fps	需要流畅感
Jump / Fall	12 fps	空中动作简单
Attack（精确帧数）	60 fps	HitBox 需要精确到帧
Boss 攻击预警	60 fps	电报动作需要精确控制
UI 动画	30 fps	界面元素不需要极高帧率
Cutscene	24 fps	电影帧率

Animancer 支持动画混合，帧率差异在混合时自动处理，无需担心不同帧率动画之间的转换问题。

导入设置

AnimationClip Import:
  ✅ Resample Curves      → true（提升采样精度）
  Loop Time               → 循环动画 true，一次性动画 false
  Compression             → Optimal（Unity 自动选择最佳压缩）
  Anim. Compression       → Keyframe Reduction（减少关键帧存储）
  Error (Position/Rotation/Scale): 0.5 / 0.5 / 0.5（默认即可）

---

7. UI Canvas 批处理规范

Canvas 分层策略

Canvas	更新频率	推荐类型
主 HUD（HP/Soul/Geo）	按需（事件驱动）	Screen Space - Camera
Boss HP 条	按需	与主 HUD 同 Canvas
小地图	按需	独立 Canvas（复杂更新）
暂停菜单	静态（打开时）	Screen Space - Overlay
对话 UI	按需	独立 Canvas
加载画面	静态	独立 Canvas（最高层级）

Draw Call 限制

规则	值
单个 Canvas 最大 Draw Calls	8
共享 Sprite Atlas 尺寸	512×512（HUD）/ 1024×1024（全屏 UI）
透明 UI 元素叠加层数	≤ 4 层（超出会导致 Overdraw）

避免 Canvas 脏标记

• 动态数值（HP、Geo）使用 TextMeshPro，仅在数值变化时更新 text 属性
• 动画元素（Blood flash、Soul 充能）使用独立子 Canvas 隔离脏标记
• 不在 Update 中每帧刷新 UI 文本

---

8. 音频预算

指标	限制
同时播放的 AudioSource 数量	≤ 32（平台限制通常为 32~256，保守取低值）
BGM 同时层数（自适应音乐）	≤ 4 层（探索基础层 + 3 个叠加层）
单个 SFX 最大并发实例	≤ 4（同一 SFX 类型，超出时最老实例停止）
音频剪辑内存预算	≤ 50 MB（所有已加载音频资产总大小）

音频导入规范

类型	格式	Load Type	Compression
BGM（长曲）	.ogg	Streaming	Vorbis Q50
SFX（短促）	.wav	Decompress on Load	PCM
Ambient（环境）	.ogg	Streaming	Vorbis Q40
UI 点击音效	.wav	Decompress on Load	PCM

---

9. Profiler 使用规范

必须加 ProfilerMarker 的位置

using Unity.Profiling;

// 格式：[BaseGames] 命名空间.类名.方法名
static readonly ProfilerMarker s_PlayerUpdate      = new("[BaseGames] Player.Update");
static readonly ProfilerMarker s_EnemyAIUpdate     = new("[BaseGames] Enemies.AI.Update");
static readonly ProfilerMarker s_PoolPrewarm       = new("[BaseGames] Pool.Prewarm");
static readonly ProfilerMarker s_SaveWrite         = new("[BaseGames] Save.Write");
static readonly ProfilerMarker s_SaveRead          = new("[BaseGames] Save.Read");
static readonly ProfilerMarker s_SceneLoad         = new("[BaseGames] Scene.Load");
static readonly ProfilerMarker s_DialogueParse     = new("[BaseGames] Dialogue.Parse");

性能分析 SOP（每里程碑）

1. 深度模式录制 300 帧：在最复杂场景（Boss 战 + 大量弹射物 + Feedback）
2. 关注热点：CPU Usage 视图，过滤 [BaseGames] 标签，检查超时项
3. GC 检查：Memory 视图，确认每帧 GC 分配 ≤ 256 KB
4. 物理热点：Physics 2D 检查 ContactCount，确认碰撞层矩阵设置正确
5. 渲染：Frame Debugger 检查 Draw Call，确认 Atlas 打包正确

内存快照 SOP

• 每个主要场景加载后各取一次内存快照
• 对比两次快照的内存增量，确认无场景加载内存泄漏（Addressable Handle 是否全部释放）

---

10. 性能检查清单（PR 门禁）

提交 PR 前必须自查以下所有项，全部通过方可合并：

代码层

• Update / FixedUpdate 中无 GetComponent<T>()、FindObjectOfType<T>()
• Update / FixedUpdate 中无 new 分配（除 ValueType struct 栈分配外）
• LINQ 仅在初始化路径使用，运行时热路径不使用
• 所有 Coroutine WaitForSeconds 使用 static readonly 缓存
• Physics2D.RaycastAll / OverlapCircleAll 替换为 NonAlloc 版本
• 新增的 MonoBehaviour 有 ProfilerMarker 包裹（若在热路径）

对象池

• 新增弹射物/粒子使用 GlobalObjectPool 而非 Instantiate/Destroy
• 池容量根据 §4 公式计算并配置在 SO 中
• 池枯竭策略已选择并测试

物理

• 新增 Collider 的碰撞层已在 Layer Collision Matrix 中配置
• 高速移动对象（弹射物/玩家冲刺）使用 Continuous 碰撞检测

UI

• 新增 UI 组件不在 Update 中每帧刷新 Text
• Canvas 层级合理（不频繁更新的元素不与频繁更新的元素同 Canvas）

音频

• 新增 SFX 格式为 .wav，BGM 格式为 .ogg
• 高频 SFX（脚步/攻击）设置了并发实例上限

Addressables

• LoadAssetAsync 的 Handle 在合适时机 Release
• 场景卸载时 Handle 统一释放（无泄漏）