小游戲 Metal 支持上線，提供接近原生圖形 API 的特性與功能

自 1.6.0 版本起，團(tuán)結(jié)引擎已在小游戲平臺(tái)支持Metal 圖形 API，微信與抖音已同步支持。Metal 讓小游戲項(xiàng)目在 iOS 上獲得對(duì)齊原生圖形 API 能力。

對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，將 WebGL 小游戲切換至 Metal 渲染僅需要更改一兩個(gè)配置項(xiàng)即可。無(wú)需針對(duì)游戲項(xiàng)目進(jìn)行任何復(fù)雜的適配工作，即可輕松享受 Metal 帶來(lái)的強(qiáng)大繪制能力和功耗優(yōu)化。

感受 Metal 的強(qiáng)大

以下為使用 Metal 圖形 API 在 iOS 小游戲平臺(tái)制作的風(fēng)格化室外場(chǎng)景視頻：

秋日午后的陽(yáng)光下，Unity Chan 在金黃的草地中自由地漫步

值得注意的是，場(chǎng)景中所有的草均通過(guò)GPU-driven進(jìn)行繪制，也就是說(shuō)，每棵草隨風(fēng)搖曳的頂點(diǎn)、可見(jiàn)性視錐剔除以及依據(jù)相機(jī)距離的種植密度，等等信息均由 GPU 計(jì)算生成。每棵草由 39 個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成，在某些視角下，同屏?xí)?strong>超過(guò)50000棵草，200w+個(gè)頂點(diǎn)，所有的草均由一個(gè) DrawInstancedIndirect 指令提交繪制。

除此之外，場(chǎng)景中使用了較為重度的后處理效果，比如完整的 Bloom 功能，LensFlare 效果。這些效果之前在小游戲平臺(tái)上通常都是難以支持的。

而在開(kāi)啟了 Metal 渲染后，如此復(fù)雜的一個(gè)游戲場(chǎng)景，在 iPhone14 上能夠輕松以 60fps 的幀率流暢運(yùn)行。

Metal小游戲帶來(lái)更低的功耗

從 iOS 13 開(kāi)始，Metal 已經(jīng)成為了蘋(píng)果官方唯一支持的圖形接口（GLES 已不再維護(hù)）。在 iOS 平臺(tái)上使用 Metal 渲染，毫無(wú)疑問(wèn)可以獲得最佳的性能和體驗(yàn)。

團(tuán)結(jié)小游戲中采用的 Metal 指令流方案，讓小游戲能夠在享受 WKWebview 內(nèi) JIT 加速的同時(shí)，調(diào)用純正的原生 Metal 接口，避免了傳統(tǒng) WebGL 小游戲中額外的轉(zhuǎn)換開(kāi)銷(xiāo)。

此外，Metal 圖形接口的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)，讓引擎可以更有效地管理底層圖形資源和管線。畫(huà)面表現(xiàn)越是出眾的游戲，一般來(lái)說(shuō)其底層渲染就會(huì)越復(fù)雜，而優(yōu)化復(fù)雜的渲染管線正是 Metal 最擅長(zhǎng)的事情。

我們測(cè)試了多款類(lèi)型各異的小游戲，都能獲得一定的功耗優(yōu)化，功耗降低在7%～30%之間，在圖形渲染密集型場(chǎng)景中尤其明顯。

這意味著您的小游戲可以實(shí)現(xiàn)更高效的圖形渲染，兼顧高幀率和低發(fā)熱。在 iOS 設(shè)備上運(yùn)行得更久、更穩(wěn)定，帶來(lái)更加流暢舒適的用戶體驗(yàn)。

我們?cè)谀晨钪囟?MMO 小游戲上對(duì) Metal 和 WebGL 2.0 做了對(duì)比測(cè)試，都在 30 幀滿幀率下運(yùn)行，測(cè)試結(jié)果如下表所示：

從數(shù)據(jù)中可以明顯看出，相比于使用 WebGL2.0，使用 Metal 渲染能夠在多種設(shè)備上取得可觀的功耗收益。

Metal 為小游戲提供更現(xiàn)代的圖形特性

使用 Metal 渲染可以解鎖所有 iOS 平臺(tái)的原生圖形特性，包括ComputeShader、Indirect draw等一系列 WebGL 缺失的能力并完美支持Visual Effect Graph。這些將大幅拓展小游戲在 iOS 上的圖形表現(xiàn)力，突破小游戲原本的渲染瓶頸。

• Compute Shader
  

  借助 Metal 對(duì) GPU 并行計(jì)算的原生支持，開(kāi)發(fā)者可以使用 Compute Shader 對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。

• • 視頻所示的百萬(wàn)粒子模擬，每個(gè)粒子的位置、顏色、運(yùn)行狀態(tài)由 Compute Shader 計(jì)算并寫(xiě)入結(jié)構(gòu)緩沖（StructureBuffer），隨后由Indirect Draw與Draw Instancing直接提交至 GPU 渲染。

• Indirect Draw
  

  Metal原生支持 GPU-driven 渲染路徑，可在無(wú)需頻繁 CPU 干預(yù)的前提下進(jìn)行大規(guī)模實(shí)例化繪制。下圖為在文中的草地渲染 Demo 中截取的一幀，草的頂點(diǎn)位置、種植信息均由 GPU 計(jì)算產(chǎn)生，支持百萬(wàn)頂點(diǎn)級(jí)別的高密度植被渲染。

• Visual Effect Graph支持
  

  開(kāi)啟 Metal 渲染后，Visual Effect Graph（com.unity.visualeffectgraph）也可以在小游戲平臺(tái)上啟用了。

• • 視頻中由 50w 個(gè)粒子組成的 Unity Chan 小人、飛舞的花瓣和螢火蟲(chóng)也均由 Visual Effect Graph 制作。通過(guò)對(duì)視效表現(xiàn)能力的挖掘，相信視覺(jué)特效藝術(shù)家能為小游戲畫(huà)面帶來(lái)更為驚艷的效果與比肩原生應(yīng)用的視效品質(zhì)。

平臺(tái)支持

目前，團(tuán)結(jié) Metal 小游戲支持的平臺(tái)正在不斷拓展。除Unity Connect外，新增了微信和抖音的平臺(tái)支持：

• • 微信 SDK 版本：(≥0.1.31)

  • 微信版本：(≥8.0.63，更推薦 ≥8.0.65)

  • 需開(kāi)啟微信 iOS 高性能+模式

  • 微信 iOS Metal 介紹文檔

https://gitee.com/wechat-minigame/minigame-unity-webgl-transform/blob/main/Design/iOSMetal.md

• • 抖音 SDK 版本：(≥6.6.0)

  • 開(kāi)通抖音 Metal 白名單

  • 抖音版本：(≥37.0.0)

• Unity Connect

• • 宿主 SDK 版本：(≥1.0.5)

  • Unity Connect 版本：(≥2.6.5)

在Project Settings -> Player中，選擇MiniGame 平臺(tái)，在Graphics APIs中添加Metal，即可啟用 Metal 渲染支持。

構(gòu)建 Metal 小游戲時(shí)，推薦在 Graphics APIs 配置項(xiàng)中同時(shí)添加 Metal 和 WebGL 兩個(gè) API，這樣可以構(gòu)建出兼容 WebGL 的 Metal 小游戲包，運(yùn)行時(shí)會(huì)優(yōu)先選擇 Metal 渲染，在未支持 Metal 的設(shè)備將在運(yùn)行時(shí)自動(dòng)回退至 WebGL，確保低端設(shè)備兼容性。

??注意事項(xiàng)

• 啟用 Metal 后需重新構(gòu)建 AssetBundle，以確保資源格式正確；

• Metal 暫不支持 Async Compute，Autoconnect FrameDebugger，iOS native plug-in。

除 Metal 圖形 API 支持外，團(tuán)結(jié) 1.8.0 起，Android 小游戲平臺(tái)的 Vulkan 圖形 API 支持也已上線，請(qǐng)參閱團(tuán)結(jié)引擎 1.8.0 起，小游戲 Vulkan 支持上線篇。

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