Infinity 粒子系统新增 InfinityBakeTool：提升低端设备上的性能表现

InfinityBakeTool是一款专为低端平台设计的Infinity 粒子系统辅助工具。通过空间换时间的策略，烘培一段时间的特效效果，将繁重的模拟运算转移至离线阶段。在 Runtime 时跳过粒子系统的模拟时间，显著提升粒子系统的性能。

InfinityBakeTool 特性

粒子系统是游戏开发中不可或缺的核心技术，尤其在营造复杂绚丽的场景时，往往需要数百甚至数千个粒子系统协同工作。这些系统对性能要求极高，而移动端开发者受硬件限制，常采用烘焙（Baking）策略来优化运行时表现。

无论是将特效直接烘培成 Texture，还是通过 VAT（Vertex Animation Texture）方案进行烘培，都需要烘培得到一张或多张 Texture。这虽然能够解决 CPU 负担过重的问题，但烘焙后的 Texture 往往很大，尤其是前者。VAT 方案相比前者 Texture 确实会大大减小，但需要额外对 Shader 做定制化处理。而这两种方案烘培得到不同的 Texture 就意味着不同粒子系统之间是无法进行合批的。

相比传统的烘培方式，InfinityBakeTool 采用了不同的策略：

1.仅烘焙 Instance 渲染数据，以文件形式存储。根据不同粒子系统的模块参数决定烘培哪些渲染数据，对于渲染 Quad，渲染 Mesh 一视同仁，用尽可能小的空间换取珍贵的运行时间。

2.额外烘焙影响渲染的参数，使烘焙后的粒子系统仍然支持跨粒子系统的合批渲染。不光是原 InfinityParticleSystem 之间也能够进行合批， BakedInfinityParticleSystem 之间也能够进行合批。

InfinityBakeTool 如何进行工作

1.能够对多粒子系统形成的特效组合进行一键烘焙，形成 prefab

2.生成的 prefab 保留原特效的层级结构，原特效中的每一个粒子系统烘培生成一个 bakedinfinity 类型的 asset

3.BakedInfinityParticleSystem 能够在 Runtime 下运行，提供了 Play()，Pause()，Stop()，Simulate()等常用 API

Infinity 性能对 Demo

随着 Infinity 粒子系统 1.3.0 版本的发布，我们同步开放了 Demo 工程，方便开发者对比 Built-in 粒子系统，Infinity 粒子系统，和 BakedInfinity 粒子系统之间的性能差异。

我们构造了六种不同类型的测试场景，代表粒子系统使用中常见的几种类型：

1.TestType：粒子系统种类 100+

2.Test200/500/1000：单一粒子系统粒子数量少，粒子系统大量重复

3.TestMore：多个粒子系统粒子数量负载不均衡，少则十数，多则上万

4.TestMesh：渲染 Mesh 的粒子系统

5.TestSingle：单一粒子系统粒子数量大

6.TestPool：测试池化场景，特效批量生成，批量死亡

Demo 下载：

git clone https://cnb.cool/tuanjie/Infinity_Benchmark_Suite.git

• BakedInfinityParticleSystem 在 Runtime 下能够跳过模拟过程，仅需要执行 Transform 更新和渲染相关逻辑，能够大大提升 CPU 耗时降低主线程开销；

• 烘焙后的粒子系统仍然使用 GPU Instancing 渲染支持合批，相比 Built-in 粒子系统渲染线程开销仍有很大优势；

• 在内存开销方面，虽然烘焙过程需要额外存储多帧的渲染数据，需要占用更多的内存，但 Runtime 下省掉了运行时模拟数据占用内存的开销，除此之外，由于多粒子系统共享参数和渲染数据，所以部分场景在烘焙后内存开销反而变低；

InfinityBakeTool 在 Test200/500/1000 这种单一粒子系统粒子数量少，粒子系统大量重复的场景下优势十分显著，下面以 Test1000 为例进行展示，该场景中有 1000 个粒子系统持续播放，场景内粒子总数达 1.5w。从 Profiler 中可以直观地看到烘培后的 Infinity 粒子系统带来的性能优势。

Test1000 场景效果图

Built-in 粒子系统的 Test1000

BakedInfinity 粒子系统的 Test1000

我们在不同机型不同芯片上进行了测试，下图表中展示的是纯主线程耗时，和主线程+渲染线程耗时，所有测试均取 1000 帧的平均值，在锁 30fps 的状态下进行测试的，测试结果如下，可以看到，烘焙后的场景在 CPU 耗时方面基本能够达到 50% 以上的提升。

Android / IOS 上的性能测试结果

这个场景在内存占用方面也没有增加额外开销，反而小有优势。

Android / IOS 上的性能测试结果

在 DrawCall 方面，烘焙后的粒子系统仍然能够合批渲染，这个场景在 DrawCall 方面也有极大提升，能够从几百数量级直接降低到个位数。

Android / IOS 上的性能测试结果

烘焙方案对于小游戏项目有明显优势，Test500 场景在小游戏上的测试结果如下，可以看到烘焙方案能够有效降低 CPU 占用率和功耗开销，内存开销有胜有负。

微信小游戏上的性能测试结果

微信小游戏上的性能测试结果

但对于粒子数量很大的特效进行烘焙，可能会占用过多的内存，例如 TestMore 和 TestSingle 的场景，开发者使用时应该酌情考量，InfinityBakeTool 界面在每次烘焙结束后会显示当前设置下渲染数据大小的估计值，可以作为参考供开发者调整参数，使烘焙后的数据大小降低到可接受的状态。

快速上手

您可以通过以下步骤对粒子系统进行烘焙：

1.在 Tool 工具栏中打开 InfinityParticleSystem Bake Tool

2.配置相应参数：

基础设置：

• 起始时间 指定从何时开始烘焙粒子系统

• 模拟总时间 从起始时间开始至烘焙结束的总时间

• 每秒帧数 每秒烘焙输出的帧数，总帧数将在下方显示

• Save Path 用于设置烘焙生成结果的输出保存位置，默认保存至项目的Assets/目录下。

• GameObject 要进行烘焙的目标系统对象

• Prefab 要进行烘焙的目标预制体

3.点击烘焙按钮，烘焙结果将保存在设置的路径中：

4.烘焙能够得到以“Name_Baked”命名的文件夹，包含一个 prefab 和一个 data 文件夹

• prefab能够拖入场景中直接使用

• data文件夹内包含若干.bakedinfinity asset文件，每一个asset文件代表原特效中可渲染的Infinity粒子系统

1.BakedInfinityParticleSystem 只支持 Runtime

2.烘焙过程中会移除所有 GameObject 为隐藏状态或不进行实际渲染的粒子系统

3.不支持Main Module - Auto Random Seed，烘培过程只能支持确定的 Random Seed

4.只支持在 Local 空间中进行模拟的粒子系统，不支持在 World 空间（或 Custom 空间）中进行模拟的粒子系统，涉及到的模块包括：

• Main Module - SimulationSpace

• Velocity over Lifetime Module - Space

• Limit Velocity over Lifetime Module - Space

• Force Over Lifetime Module - Space

1.有限支持Main Module - Gravity Modifer，若该值不为 0 并且该粒子系统及其父级粒子系统有旋转时，渲染效果不正常

2.有限支持Sub Emitter Module 模块

• 对于 sub 粒子系统的 Transform，Bake 过程会将其归一化，若原 Transform 中的 Rotation 不等于 0，BakedInfinityParticleSystem 可能会出现错误旋转

• 对于 Trigger 或 Collision 触发 Sub 生成粒子的效果支持受限

• 如果 father 粒子系统启用 Looping，而 Sub 粒子系统不启用，烘焙前 Sub 粒子系统使用 father 的设置，烘焙后由于丢失父子信息，使用自己的设置

3.有限支持涉及与场景中其他 GameObject 产生交互的模块，包括：

• External Force Module

• Collision Module

• Triggers Module

4.暂不支持Trails Module 的烘焙

5.暂不支持Lights Module 的烘焙，无法生成动态光源

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