[Unity优化]图片压缩格式

TheLudGamer · 发表于 2022-2-17 10:11

1.参考资料

游戏中的压缩纹理格式：https://www.cnblogs.com/zblade/p/10308038.html
[Unity优化] unity图片压缩格式和内存计算：https://www.jianshu.com/p/92fc1442a63e
学习笔记——Unity3D内存优化（贴图优化）：https://blog.csdn.net/qq_39824797/article/details/84339886
Unity优化之贴图：https://www.cnblogs.com/ssw-men/p/10472007.html
Uinty3D性能优化之贴图科普篇：https://blog.csdn.net/acuriousguy/article/details/109492105
2.总结

（1）图片格式描述
图片文件的存储格式：用于图片文件的存储和传输，通常在磁盘文件，内存以及网络传输中使用。
常用的图像文件格式有BMP，TGA，GIF，JPG（有损不透明），PNG（无损透明）等；
（2）纹理格式描述
显卡能够直接进行采样的纹理数据的格式：是向显卡中加载纹理时使用的数据格式。
常用的纹理格式有R5G6B5，A4R4G4B4，A1R5G5B5，R8G8B8, A8R8G8B8等。
占用空间：R5G6B5，A4R4G4B4，A1R5G5B5每个像素占用2个字节(BYTE)，R8G8B8每个像素占用3个字节，A8R8G8B8每个像素占用4个字节。

例如：对于一个512 * 512大小的纹理，如果使用R5G6B5的纹理格式，其大小为512 * 512 * 2 = 512KB, 用A8R8G8B8，就是1M，可以预见，游戏中占用容量最大将是各种纹理，很容易导致游戏安装包突破上G，为了缩小纹理格式的数据占用的内存大小，对应的压缩纹理格式产生了。注意，这不是在移动游戏出现后才产生的，早在PC端游戏时代就有压缩纹理格式。
（3）压缩纹理格式
<0>移动GPU的四大厂商

<1>基于OpenGL ES的压缩纹理格式

ETC1（Ericsson texture compression）
不支持透明通道，所以仅能用于不透明纹理，OpenGL2.0支持
这种压缩纹理格式是OpenGL ES的图形标准，被所有的android设备支持，不支持透明通道，每个像素0.5个字节

ETC2
针对ETC1不支持透明通道的改进，用ETC2可以支持透明通道，不过要求OpenGL ES3.0及以上（Android4.3+），目前基本覆盖率在9成以上

PVRTC(PowerVR texture compression)
支持GPU为PowerVR SGX系列，基本的压缩参数有：
RGB_PVRTC_4Bit, RGB, 每个像素0.5个字节
RGB_PVRTC_2Bit, RGB, 每个像素0.25个字节
RGBA_PVRTC_4Bit, RGBA, 每个像素0.5个字节
RGBA_PVRTC_2Bit, RGBA, 每个像素0.25个字节

ATITC(ATI texture compression)
支持GPU为Qualcomm的Adreno系列，基本的压缩参数有：
ATC_RGB_AMD, RGB，每个像素0.5字节
ATC_RGBA_EXPLICIT_ALPHA_AMD, RGBA，每个像素1个字节
ATC_RGBA_INTERPOLATED_ALPHA_AMD, RGBA, 每个像素1个字节

ASTC
目前各大厂商主推的压缩纹理格式，压缩质量高，压缩块方案多，代价是压缩时间长（需要不断尝试压缩结果，算法决定）

DXTC(又名S3TC，S3 texture compression)
是一种有损纹理压缩算法，可以说DXT是目前应用最广泛的纹理压缩格式，可以认为所有的PC端显卡都支持DXT压缩。在多数纹理压缩选择中都是最佳方案，几乎可以认为是PC下的标准压缩格式。
基本的压缩参数有：
RGB_S3TC_DXT1, RGB, 每个像素0.5个字节
RGBA_S3TC_DXT1, RGBA，每个像素0.5个字节
RGBA_S3TC_DXT3, RGBA, 每个像素1个字节
RGBA_S3TC_DXT5， RGBA，每个像素1个字节

<2>Unity纹理格式总结

每位的像素点（bpp)是单个像素所需的存储量。该值越低，可以在GPU的缓存中存储的像素越多，从而可以更快地进行纹理访问。
可变比特率（VBR）表示每个像素的比特不是固定值，而是取决于实际内容。VBR仅适用于Crunch压缩，并且仅适用于磁盘上的纹理大小。内存中的大小与使用基础纹理格式时的大小相同（例如，对于RGB Crunched DXT1，使用RGB Compressed DXT1）。
Crunch compression是DXT或ETC Texture压缩之上的一种有损压缩格式（部分数据在压缩过程中丢失）。纹理在CPU上被解压缩为DXT或ETC，然后在运行时加载到GPU。
Crunch compression有助于Texture使用尽可能少的磁盘空间，但对运行时内存使用没有影响。
Crunch compression可能需要很长时间才能压缩，但是在运行时进行解压缩非常快。
质量和压缩时间之间的平衡：质量越高，文件大小越大。为了获得最佳性能，尤其是在移动设备上，请使用应用程序所针对的硬件所支持的每像素位数最少的格式，只要该格式能够提供足够的视觉质量即可。

<3>推荐使用的压缩纹理格式
[1]描述
移动端：android使用ETC2， ios使用PVRTC或者ASTC
PC端：DXT
[2]具体
通常

清晰度
1.（高清晰无压缩）采用RGBA32
2.（中清晰中压缩）RGBA16+Dithering 要采用Floyd Steinberg抖动处理，不然渐变很明显，拉伸就会差距
3.（低清晰高压缩）ETC2 PVRTC
4.ASTC压缩率和清晰度都会比较好，支持的GPU :
tvOS (all), iOS (A8以上，5S以下), Android (PowerVR 6XT, Mali T600 series, Adreno 400 series, Tegra K1)
2016年之后的安卓手机基本支持这种压缩格式
iphone6以及之后的机型支持这种压缩格式

例子：

（4）图片格式和纹理格式关系
没有关系。如果图片要传输给显卡使用，则必须转换成显卡能够识别的纹理格式，这个在游戏引擎中，会对应自动转换，也可以通过相关的代码设置显式的转换。
这样的过程，有一个问题，就是加压缩，解码，重新编码压缩的过程比较消耗CPU，如果在游戏总实时的执行这样的一个过程，会出现明显的卡顿掉帧。
一般在项目中，在资源导入或者打bundle的时候，会执行相关配套的纹理格式转换，最终打入游戏包或者Bundle中的是已经预先转换好的纹理格式，这样加载的时候优化了解码和转换的过程，能够提高加载速度。这也是为什么不同平台的bundle不能跨平台使用的原因之一。
注：使用目标平台支持的纹理压缩格式时，GPU可以直接使用它，没有增加消耗；
如果目标平台不支持纹理压缩格式时，默认会将纹理解压成RGBA32或RGB32，然后与压缩的纹理一起存储在内存中，会增加纹理加载时间和增加额外内存。

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