不知各位在玩游戏的时候是否有遇到过这种情况，明明你的电脑配置就还算给力，或者你玩的是统一规格的游戏主机或者航机，但你在玩特定游戏的时候就是会莫名其妙卡顿或掉帧，这个时候你可能就会吐槽这款游戏的优化也太烂了吧。但说到底游戏优化到底是什么？没错，这次我们就来聊什么是游戏优化。

游戏优化是什么？网络上有各种专业的解释，但这些夹杂着大量专有名词与专业术语的阐述，先不说大家能不能看得懂，我自己都快读睡着了。其实不管再怎么复杂，游戏优化的目的总归就两个字“不卡”，换句话来说让一款游戏不卡的技术就叫做优化。在玩游戏的时候，无论是操作上、流畅度、表现上、甚至是画面的观感上，只要你玩起来觉得有点卡卡的，那这款游戏可能就还存有优化的空间。当然，这是较为广义的优化，其中涉及到使用者界面和使用者体验。要详细地解释“游戏优化”问题，我们就得大致从“游戏为什么会卡顿”、“开发者们优化游戏有哪些手段”这些方面出发。

首先游戏为什么会卡顿？这就得从现代的电子游戏基本运作流程开始说起。无论你的游戏平台是手机、游戏机还是电脑，这些设备基本都包含了负责运算的CPU、GPU；临时储存设备（比如：内存条）、长期储存设备（比如：硬盘）；用于输出画面的屏幕，以及像是键盘、鼠标、手柄、触控等这些形态不一的输入装置。

游戏下载好之后就会存在硬盘里面，当玩家按下开始游戏的时候，CPU就会把存在硬盘里可能会用到的资源翻到内存条里面，这个过程就叫做载入。接着CPU就开始处理逻辑运算，在这个瞬间，玩家按了什么按钮，按了按钮之后应该要发生什么事，都是在这里处理的。

当CPU处理好运算之后，就会根据运算的结果通知GPU该把哪些东西从内存条里面拿出来，一层一层地画到屏幕上，这个阶段叫做渲染。等到渲染完成之后，画面显示出来，也就是完成了一个帧。如果这流程哪里出了问题，像是CPU运算量过高或者GPU来不及绘制，以60FPS为例，画面就没有办法即时在六十分之一秒内做完，原本的一帧理论上只会出现0.0166秒，但这一帧可能停留了0.1秒，玩家就会觉得游戏卡了，这就是所谓的掉帧。

但如果一款游戏对于硬件的需求高于玩家使用的设备时，CPU和GPU就会长期处于一个需要花费高于预期时间才可以输出画面的状态，于是就会出现帧数不稳定的状况，游戏体验也就直线下降。对开发者来讲，无论是突发性的掉帧还是持续性的帧数不稳定，都是需要极力去避免的，毕竟要让玩家愿意花时间来体验你的游戏，只有做到不卡他们才有机会获得一个良好的游玩体验，而处理这些问题的行为就是优化。

那具体来说，开发者们会怎么做优化处理呢？从上一点可以知道解决掉帧问题是优化的首要目标，而掉帧的原因通常是CPU或GPU处理不过来，那我们就换CPU跟显卡，一张RTX3090不够就插两张，12代i7不够用就上i9，如果预算无上限，你组台天河计算机都可以。当然这是不切实际的，不是所有玩家都有能力负担一台高性能电脑，也不是所有平台都可以跟PC一样想换就换，所以我们需要反过来思考，如何在有限的硬件条件中让游戏顺畅地运行呢？我个人总结出三个大方向，分别是改变资源消耗的时机；尽量在不被注意到的情况下降低画面品质；以及烘焙。

先来说说改变消耗资源的时机，这主要是为了应付瞬间的掉帧。有的时候即时创造或者销毁一个物件，所需要消耗的资源是很高的，这就有可能导致在创造或销毁的瞬间画面卡顿。这个时候我们就可以导入“对象池”的概念，这个对象池有点类似于铅笔盒，作为一个好学生，身上少说也会带个三五支笔吧？但如果你不把它们全部放在铅笔盒里，而是直接丢进书包里，那每当你需要换一支笔的时候，你就得去翻书包，这样就很浪费时间对吧？

所以合理的做法当然是准备一个铅笔盒，把这些笔全部都放进去，每次需要用的时候就把铅笔盒拿出来放在桌上，想要换笔你就不用特意去翻书包了。“对象池”也是一样，设计师会把可能用到的东西在载入场景的时候一起带进来，如果需要用到很多同样的东西，就像铅笔盒里面会有好几支笔，这时就会把这些物件一次多载入几个进来，形成一个池。虽然这么做并不会降低创造物件的成本，就像大部分的时候你也不会同时用到铅笔和橡皮擦，但是在“Loading”画面中多等一帧，和你在游玩过程中卡顿的那一帧相比可划算太多了。这些物件在使用完毕之后也无需销毁它，只要把它关掉，丢回对象池里面，等到下次要用的时候再打开就好了，这样做也就很大程度上减少了瞬间掉帧的情况。

再来讲讲尽量在不被注意到的情况下降低画面品质。一款游戏如果想要最大程度地表现细节，它的模型面数肯定会稍微高一些，如果只是一个室内的场景，画面上只会有几个模型，那也就算了。可若换成森林、城市那种复杂的场景，只要稍微把摄影机拉远，画面上的模型数量就会非常的大，不做处理的话，这些模型所夹带的总面数就会非常多，GPU就很有可能来不及运算，进而发生持续性的掉帧。所以基于性能的考量，设计师通常会使用“LOD”去做处理。LOD的全名是Level Of Detail，顾名思义就是把细节分成好几个等级，距离摄影机比较近的模型就会以面数最高、细节最多的形态呈现，反之距离摄影机越远，模型就可以显示得越简陋。

还有一些比较狠的做法，会把动画的帧数调低，总而言之就是各种取巧，毕竟大部分游戏都会尽量让玩家的注意力，集中在离自己比较近的地方。何况远方的物件在屏幕上占据的像素点并不算太多，只要处理地够好，通常是不太会被发现的。当然这只是理想上的状态，实际上大多数的游戏，特别是开放世界类作品，只要你慢慢往前走，甚至是在原地旋转一下，视角或多或少地还是可以看出远方物件的闪烁、消失等异常情况。虽然说破之后会有些尴尬，但正因为有这些处理，玩家才可以在游戏中体验到广袤无垠的开放世界场景嘛。

最后再来讲讲“烘焙”。烘焙这两个字稍微有一点抽象，又怎么会跟烤面包扯上关系呢？烘焙其实是指把一个原本在即时运算中特别吃效能的功能，在开发阶段就先花时间算好，并保存起来，之后如果要再用到这个功能时，就不用再花大量CPU和GPU资源去即时运算了。我们都知道游戏的帧数最少也要30，所以游戏对即时运算的要求是非常非常高的。而在3D的世界中，光影的计算又是特别消耗效能，所以很多像是静态阴影、光照探针、法线贴图、镜面反射等等都会使用到烘焙。这样做的好处在于几乎不牺牲画面品质的情况下，就可以做到更好的效能控制。简单来说就是画面又好看、又不会卡。

但相对的，因为这是事先处理好的东西，所以只要烘焙的东西一被改变就会穿帮。比方说《漫威蜘蛛侠》里的高楼大厦，它的镜面反射就是事先算好，所以如果你看得够仔细的话，就会发现它的反射贴图呈现的影像，跟实际在大楼对面的物体是完全不一样的，在工地地板的水滩也可以穿透天花板看到天空的颜色，因此这算是一种有利也有弊的技术吧。

除了刚刚提到的三大方向之外，优化当然还有很多其他的种类。这三种只是比较经常使用的方式罢了，其他像是游戏容量、发热耗电量、集体占用量等方式，会根据开发平台、游戏类型、美术风格的不同，使用有其独特的优化方式。而且所谓的优化并没有一个绝对的标准，不是说为了极限压制效能，甚至不惜牺牲画质来获得更高的回报，试问如果厂家都把游戏压缩在480P的分辨率，游戏是都能流畅运行了，但你的眼睛答应吗？

因此，游戏优化更多时候是在品质和流畅度之间取得一个平衡，回归一切的原点，可以让玩家顺畅地游玩开发者的心血结晶，完全沉浸在他们所架构出来的世界里。不用去过分在意游戏的载体，不用再为了画质、设定而反复斟酌，也不会因为莫名的掉帧而被迫从游戏体验中抽离，让好玩的游戏变得更加好玩，这才是游戏优化最终的目的。