乌啦呀哈呀哈乌啦！

欢迎光临，这里是喵pass的个人博客，希望有能帮到你的地方

0%

Sprite Atlas 图集

Posted on Edited on In ,

Sprite Atlas 图集

把多张小纹理合并成一张大纹理，GPU 渲染时所有引用该图集的 Sprite 共享同一张纹理，满足合批条件，从而将多个 DrawCall 合并为一个。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
未使用图集：
  Sprite A（texture_a.png）→ DrawCall 1
  Sprite B（texture_b.png）→ DrawCall 2
  Sprite C（texture_c.png）→ DrawCall 3

使用图集后：
  Sprite A ─┐
  Sprite B ─┼─ atlas.png → DrawCall 1（合批）
  Sprite C ─┘

除了减少 DrawCall，图集还有两个底层优化：

  • GPU 处理 2 的幂次方尺寸的纹理效率更高，图集会自动将小图打包成符合规范的大图
  • 多张小图的磁盘占用通常大于一张合并后的大图（压缩算法在大块连续数据上效率更高）

Unity中的图集有2种类型

  • Master（主图集）：标准图集，包含实际资源
  • Variant（变体图集）：引用主图集内容，通过 Scale 缩放生成不同分辨率版本，适合高清/低清资源切换场景

代码用例

运行时加载图集（Resources）

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using UnityEngine.U2D;

public class AtlasLoader : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Image[] _images;

    void Start()
    {
        // 从 Resources 文件夹加载图集
        SpriteAtlas atlas = Resources.Load<SpriteAtlas>("UI/MainAtlas");
        if (atlas == null)
        {
            Debug.LogError("图集加载失败，检查路径是否正确");
            return;
        }

        // GetSprite 传入的是打包时的文件名（不含扩展名）
        // Single 模式：直接传文件名，如 "icon_sword"
        // Multiple 模式（Sprite Sheet）：传 "文件名_索引"，如 "icon_sword_0"
        _images[0].sprite = atlas.GetSprite("icon_sword");
        _images[1].sprite = atlas.GetSprite("icon_shield");
        _images[2].sprite = atlas.GetSprite("icon_potion");
    }
}

从 AssetBundle 加载图集

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using UnityEngine.U2D;

public class AtlasFromAB : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Image _targetImage;

    void Start()
    {
        string bundlePath = Application.streamingAssetsPath + "/AssetBundles/ui_atlas";
        AssetBundle bundle = AssetBundle.LoadFromFile(bundlePath);

        if (bundle == null)
        {
            Debug.LogError("AB 包加载失败");
            return;
        }

        SpriteAtlas atlas = bundle.LoadAsset<SpriteAtlas>("MainAtlas");
        _targetImage.sprite = atlas.GetSprite("icon_sword");

        // 图集资源已提取，可以卸载包体（false = 保留已加载资源）
        bundle.Unload(false);
    }
}

后期绑定（Late Binding）

当图集未勾选 Include in Build 时，必须手动监听 atlasRequested 事件，否则引用该图集的 Sprite 会显示为空白。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
using UnityEngine;
using UnityEngine.U2D;
using System;

// 挂载到场景中持久存在的对象上（如 GameManager）
public class AtlasLateBinding : MonoBehaviour
{
    void OnEnable()
    {
        // 注册图集请求事件
        SpriteAtlasManager.atlasRequested += OnAtlasRequested;
        // 可选：图集注册完成后的回调
        SpriteAtlasManager.atlasRegistered += OnAtlasRegistered;
    }

    void OnDisable()
    {
        SpriteAtlasManager.atlasRequested -= OnAtlasRequested;
        SpriteAtlasManager.atlasRegistered -= OnAtlasRegistered;
    }

    // Unity 找不到图集时触发，atlasName 是图集名称
    private void OnAtlasRequested(string atlasName, Action<SpriteAtlas> callback)
    {
        Debug.Log($"请求图集: {atlasName}");

        // 从 Resources 加载（也可以换成 AB 包加载）
        SpriteAtlas atlas = Resources.Load<SpriteAtlas>(atlasName);

        if (atlas != null)
            callback(atlas); // 把图集交还给 Unity
        else
            Debug.LogError($"找不到图集: {atlasName}");
    }

    private void OnAtlasRegistered(SpriteAtlas atlas)
    {
        Debug.Log($"图集已注册: {atlas.name}");
    }
}

Editor 工具：自动打包图集

这个工具会遍历指定目录，按文件夹自动创建并更新图集，适合团队统一管理图集资源。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
// 必须放在 Editor 文件夹下
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using UnityEditor;
using UnityEditor.U2D;
using UnityEngine;
using UnityEngine.U2D;
using Object = UnityEngine.Object;

public class SpriteAtlasBuilder
{
    // 需要打包的图片根目录（每个子文件夹对应一个图集）
    private static readonly string SourceRoot = Application.dataPath + "/Art/Sprites/";
    // 图集输出目录
    private static readonly string OutputPath = "Assets/Art/Atlases/";

    [MenuItem("Tools/Build Sprite Atlases")]
    public static void BuildAll()
    {
        if (!Directory.Exists(SourceRoot))
        {
            Debug.LogError($"源目录不存在: {SourceRoot}");
            return;
        }

        Directory.CreateDirectory(OutputPath.Replace("Assets/", Application.dataPath + "/").Replace("Assets", ""));

        var dirs = new DirectoryInfo(SourceRoot).GetDirectories();
        for (int i = 0; i < dirs.Length; i++)
        {
            var dir = dirs[i];
            EditorUtility.DisplayProgressBar("打包图集", $"处理: {dir.Name}", (float)i / dirs.Length);

            string atlasPath = OutputPath + dir.Name + ".spriteatlas";
            SpriteAtlas atlas = AssetDatabase.LoadAssetAtPath<SpriteAtlas>(atlasPath)
                                ?? CreateAtlas(atlasPath);

            UpdateAtlasContent(atlas, SourceRoot + dir.Name);
        }

        EditorUtility.ClearProgressBar();
        AssetDatabase.SaveAssets();
        AssetDatabase.Refresh();
        Debug.Log("图集打包完成");
    }

    private static SpriteAtlas CreateAtlas(string savePath)
    {
        var atlas = new SpriteAtlas();

        // 基础打包设置
        atlas.SetPackingSettings(new SpriteAtlasPackingSettings
        {
            blockOffset = 1,
            enableRotation = false,    // 禁止旋转，避免 UI 显示异常
            enableTightPacking = false, // 禁止紧密排列，避免图片边缘互相干扰
            padding = 4,
        });

        // 纹理设置
        atlas.SetTextureSettings(new SpriteAtlasTextureSettings
        {
            readable = false,
            generateMipMaps = false,
            sRGB = true,
            filterMode = FilterMode.Bilinear,
        });

        // Android 平台压缩格式
        var androidSettings = atlas.GetPlatformSettings("Android");
        androidSettings.overridden = true;
        androidSettings.maxTextureSize = 2048;
        androidSettings.format = TextureImporterFormat.ASTC_6x6;
        atlas.SetPlatformSettings(androidSettings);

        // iOS 平台压缩格式
        var iosSettings = atlas.GetPlatformSettings("iPhone");
        iosSettings.overridden = true;
        iosSettings.maxTextureSize = 2048;
        iosSettings.format = TextureImporterFormat.PVRTC_RGB4;
        atlas.SetPlatformSettings(iosSettings);

        AssetDatabase.CreateAsset(atlas, savePath);
        return atlas;
    }

    private static void UpdateAtlasContent(SpriteAtlas atlas, string folderPath)
    {
        var existing = new HashSet<Object>(atlas.GetPackables());
        var toAdd = new List<Object>();

        foreach (var file in Directory.GetFiles(folderPath, "*", SearchOption.AllDirectories))
        {
            if (!file.EndsWith(".png") && !file.EndsWith(".jpg")) continue;

            // 转换为相对于 Assets 的路径
            string relativePath = "Assets" + file.Replace(Application.dataPath, "").Replace("\\", "/");
            var obj = AssetDatabase.LoadAssetAtPath<Object>(relativePath);

            if (obj != null && !existing.Contains(obj))
                toAdd.Add(obj);
        }

        if (toAdd.Count > 0)
            atlas.Add(toAdd.ToArray());
    }
}

运行时动态检查 DrawCall（调试用）

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
#if UNITY_EDITOR
using UnityEngine;
using UnityEngine.Profiling;

// 挂到场景中，运行时在 Console 输出当前帧的渲染统计
public class DrawCallMonitor : MonoBehaviour
{
    void Update()
    {
        // 需要在 Editor 的 Stats 面板查看，或通过 Profiler API
        // UnityStats 仅在编辑器下可用
        if (Time.frameCount % 60 == 0) // 每 60 帧输出一次
        {
            Debug.Log($"[渲染统计] 帧: {Time.frameCount} | " +
                      $"已分配内存: {Profiler.GetTotalAllocatedMemoryLong() / 1024 / 1024} MB");
        }
    }
}
#endif

注意事项与最佳实践

内存陷阱

图集中只要有一个 Sprite 被引用，整张图集纹理都会加载进内存。所以图集的划分策略很关键：

  • 按功能模块划分（登录界面、大厅界面、战斗界面各一个图集）
  • 避免把低频资源和高频资源放在同一图集
  • 单个图集不要超过 2048×2048，超出部分 Unity 会自动忽略 MaxTextureSize 设置

合批失效的常见原因：

  • 两个 Sprite 来自不同图集
  • 中间插入了使用不同材质的对象（打断批次）
  • 开启了 Tight Packing 导致 UV 计算异常

Sprite Atlas 和 Drawcall

Sprite Atlas

图集解决的是纹理问题，把多张小图合并成一张大图。
原来每个 sprite 用不同纹理 → 不同材质 → 每次渲染都要 SetPass Call 切换。合并后所有 sprite 共享同一张纹理 → 同一个材质 → 为后续 batching 创造条件。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
没有图集：
  图标A (tex_a) → SetPass → Draw
  图标B (tex_b) → SetPass → Draw   ← 纹理不同，必须切换
  图标C (tex_c) → SetPass → Draw

有图集：
  图标A (atlas) → SetPass → Draw
  图标B (atlas) →           Draw   ← 同一纹理，可以 batch
  图标C (atlas) →           Draw

Atlas 本身不减少 Draw Call，它是让 batching 成为可能的前提条件。

Static Batching

针对静态物体（勾选 Static）。在构建时，Unity 把所有使用相同材质的静态 mesh 合并成一个大 mesh，存到内存里。运行时一次 Draw Call 画完。

1
2
3
场景里100棵树（同材质，Static）：
  构建时合并 → 1个大mesh
  运行时：SetPass × 1，Draw Call × 1

代价是内存，合并后的大 mesh 常驻内存，物体也不能移动。

Dynamic Batching

针对动态小物体。每帧 CPU 实时把符合条件的 mesh 合并，然后一次提交。
条件很苛刻：顶点数 < 900，不能有 tangent，缩放不能是负数等。

1
2
每帧：
  CPU 检查哪些动态物体同材质 → 临时合并 mesh → 一次 Draw Call

代价是 CPU 每帧都要做合并，物体多了反而更慢，现在基本被 GPU Instancing 取代。

GPU Instancing

针对大量相同 mesh + 相同材质的物体（但允许不同的属性，比如颜色、位置）。CPU 只提交一次 mesh 数据，附带一个”实例属性数组”，GPU 自己循环绘制 N 次。
在 Unity 中，需要在材质属性中勾选 “Enable GPU Instancing”。

1
2
3
4
// shader 里声明每个实例可以有不同颜色
UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(Props)
    UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float4, _Color)
UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props)

此时的CPU依然只提交1次Drawcall

1
2
3
4
100棵树（同mesh，同材质，不同位置/颜色）：
  CPU：提交1次mesh + 100个transform数组
  GPU：自己 instance 100次
  结果：SetPass × 1，Draw Call × 1