GPU インスタンシング
GPU インスタンシングは ドローコール最適化 の方法で、同じマテリアルをもつ複数のメッシュコピーを 1 回のドローコールでレンダリングします。メッシュの各コピーはインスタンスと呼ばれます。これは、例えば、木や茂みなど、シーンに何度も現れるものを描画するのに便利です。
GPU インスタンシングは、、各ドローコールで同じメッシュをレンダリングします。バリエーションを追加して繰り返しの印象を減らすために、各インスタンスは Color や Scale のような異なるプロパティをもつことができます。複数のインスタンスをレンダリングするドローコールは、Frame Debugger に、Draw Mesh (instanced) として表示されます。
要件と互換性
このセクションでは、GPU インスタンシングのプラットフォーム、レンダーパイプライン、SRP バッチャーの互換性についての情報を紹介します。
プラットフォームの互換性
GPU インスタンシングは、WebGL 1.0 を除くすべてのプラットフォームで利用可能です。
レンダーパイプラインの互換性
| 機能 | ビルトインレンダーパイプライン | ユニバーサルレンダーパイプライン (URP) | HD レンダーパイプライン (HDRP) | カスタムのスクリプタブルレンダーパイプライン (SRP) |
|---|---|---|---|---|
| GPU インスタンシング | 可 | あり (1) | あり (1) | あり (1) |
ノート:
- シェーダーが SRP バッチャー と互換性がない場合のみ
SRP バッチャー
GPU インスタンシングは SRP バッチャー と互換性がありません。SRP バッチャーは GPU インスタンシングより優先されます。ゲームオブジェクトが SRP バッチャーと互換性がある場合、Unity は GPU インスタンシングではなく SRP バッチャーを使用してレンダリングします。最適化手法の優先順位についての詳細は、最適化の優先順位 を参照してください。
プロジェクトが SRP バッチャーを使用していて、ゲームオブジェクトに GPU インスタンスを使用したい場合、以下のいずれかを実行します。
- Graphics.DrawMeshInstanced を使用する。この API はゲームオブジェクトの使用を回避し、指定されたパラメーターを使用して直接画面上にメッシュを描画します。
- SRP バッチャーの互換性を手動で削除します。この方法については、互換性を意図的に削除する を参照してください。
GPU インスタンシングの使用法
Unity は、同じメッシュとマテリアルを共有するゲームオブジェクトに対して、GPU インスタンシングを行います。メッシュとマテリアルをインスタンス化するには以下を行います。
- マテリアルの シェーダー は GPU インスタンシングをサポートする必要があります。Unity の スタンダードシェーダー は、すべての サーフェスシェーダー 同様に GPU インスタンシングをサポートします。他のシェーダーに GPU インスタンシングのサポートを追加するには、GPU インスタンシングをサポートするシェーダーの作成 を参照してください。
- メッシュは、動作別に分類された以下のソースのいずれかである必要があります。
-
MeshRenderer コンポーネントまたは Graphics.RenderMesh の呼び出し。
動作: Unity はこれらのメッシュをリストに追加し、どのメッシュをインスタンス化でき るかを確認します。
Unityは、SRP バッチャーと互換性があるゲームオブジェクトにアタッチされた SkinnedMeshRenderers コンポーネント、または MeshRenderer コンポーネントに対し、GPU インスタンシングをサポートしません。詳しくは、SRP バッチャーの互換性 を参照してください。 - Graphics.RenderMeshInstanced または Graphics.RenderMeshIndirect の呼び出し。これらのメソッドは、同じシェーダーを使用して同じメッシュを複数回レンダリングします。これらのメソッドを呼び出すたびに、個別のドローコールが送信されます。Unity はこれらのドローコールをマージしません。
-
MeshRenderer コンポーネントまたは Graphics.RenderMesh の呼び出し。
マテリアルに GPU インスタンシングを使用するには、Inspector で Enable GPU Instancing オプションを選択します。
ライティング
GPU インスタンシングは、Unity の ベイクした Global Illumination システム をサポートします。Unity のスタンダードシェーダーとサーフィスシェーダーは、デフォルトで GPU インスタンシングと Unity のベイクした Global Illumination システムをサポートします。
各 GPU インスタンスは、以下のいずれかのソースからのグローバルイルミネーションをサポートしています。
- 任意の数の ライトプローブ
- 1 つの ライトマップ
ノート: インスタンスはライトマップで複数のアトラスリージョンを使用することができます。 - 1 つの [Light Probe Proxy Volume (LPPV) コンポーネン ノート: LPPV は、すべてのインスタンスを含むスペースボリュームをベイクする必要があります。
GPU インスタンシングは、自動的に以下と動作します。
- ライトプローブのの影響を受ける動的 メッシュレンダラー。
- 同じライトマップテクスチャにベイクする静的メッシュレンダラー。Contribute GI が メッシュレンダラーの Static Editor Flags に含まれる場合、メッシュレンダラーは、このコンテキストでは静的です。
Graphics.DrawMeshInstanced でライト プローブ レンダリングを有効にするには、LightProbeUsage パラメータをCustomProvided に設定し、プローブ データを含むMaterialPropertyBlock を提供します。詳細およびコード例については、LightProbes.CalculateInterpolatedLightAndOcclusionProbes を参照してください。
また、LPPV コンポーネントの参照と LightProbeUsage.UseProxyVolume を Graphics.DrawMeshInstanced に渡すこともできます。これを行うと、すべてのインスタンスがライトプローブのデータの L0 バンドと L1 バンドのボリュームをサンプリングします。L2 データとオクルージョンデータを補うには、MaterialPropertyBlock を使用します。詳細は、ライトプローブ - 技術的な情報 を参照してください。
パフォーマンスへの影響
頂点数が少ないメッシュは、GPU インスタンシングを使用しても、効率的に処理することができま せん。なぜなら、GPU のリソースを十分に活用した方法で作業を分配できないからです。この処理効率の悪さは、パフォーマンスに有害な影響を与える可能性があります。非効率が始まるしきい値は GPU によって異なりますが、原則として、256 より少ない頂点のメッシュには GPU インスタンシングを使用しないでく ださい。
頂点数の少ないメッシュを何度も描画する場合は、すべてのメッシュの情報を含むバッファを 1 つ作成し、それを使ってメッシュを描画するのが効率的です。