在 Unity 中，SetPass Calls（SetPass 调用） 是渲染管线中核心的性能指标之一，本质是 GPU 切换渲染状态（着色器 Pass、材质、纹理、渲染目标等）的次数，直接反映渲染效率的高低。下面从核心概念、影响因素、优化方法等维度全面解析：

一、核心概念：SetPass Calls 是什么？

Unity 的渲染流程中，每个材质（Material） 关联的着色器（Shader） 会包含一个或多个 Pass（渲染通道）。当 GPU 渲染一批物体时：

1. 若物体使用的材质/Pass 与上一批完全一致，GPU 可批量渲染，无需切换状态；
2. 若材质/Pass 不同，GPU 必须停止当前渲染，切换到新的渲染状态（即触发一次 SetPass Call），再继续渲染。

简单来说：SetPass Calls 次数 = GPU 切换渲染状态的次数，次数越多，GPU 空等（状态切换）的时间越长，渲染性能越差（尤其移动端/低配设备）。

二、SetPass Calls 的计算逻辑

Unity 编辑器的 Stats 面板（Game 视图右上角打开）可实时查看 SetPass Calls 数值，其计算规则：

• 每个独立的 Pass 切换触发 1 次调用；
• 即使是同一材质，若渲染目标（如 RenderTexture）、深度测试、混合模式等状态变化，也会触发新的调用；
• 批处理（静态/动态批处理）能合并相同状态的物体，减少调用次数。

示例：

• 场景中有 100 个使用相同材质/相同 Pass 的立方体：开启静态批处理后，SetPass Calls = 1；
• 场景中有 100 个立方体，50 个用材质 A，50 个用材质 B（同 Shader 不同 Pass）：SetPass Calls = 2；
• 若 100 个立方体用 100 种不同材质：SetPass Calls = 100（性能极差）。

三、影响 SetPass Calls 飙升的常见原因

1. 材质/Shader 碎片化

   • 大量不同材质（即使仅纹理/颜色不同）、Shader 包含多个 Pass（如 ForwardAdd 用于实时光照）；
   • 示例：每个物体单独改材质颜色，导致材质实例化（Material Instance），失去批处理条件。

2. 批处理失效

   • 静态批处理：物体未标记为 Static、顶点数超过阈值（默认 300）、使用动态纹理（如 RenderTexture）；
   • 动态批处理：物体顶点数超过阈值（移动端_300，PC400）、使用非统一缩放（如 (2,1,1)）、包含多子网格；
   • SRP Batcher 未开启（URP/HDRP 专属优化）。

3. 渲染状态频繁切换

   • 混合模式（Blend）、深度测试（ZTest）、模板测试（Stencil）变化；
   • 渲染目标切换（如多次渲染到 RenderTexture）；
   • 光照变化（如实时光照数量多，触发 ForwardAdd Pass）。

4. UI 渲染（UGUI）

   • UGUI 每个“不同材质/图集”的 UI 元素会触发 SetPass 调用；
   • 示例：分散的小图集、每个 Text 用不同字体材质，导致 UI 的 SetPass Calls 暴增。

四、优化 SetPass Calls 的核心方法

1. 启用批处理（最核心）

2. 减少材质/Shader 碎片化

• 材质复用：避免为每个物体创建独立材质，共用材质实例（仅修改属性时用 MaterialPropertyBlock，而非实例化材质）；

  // 推荐：用 MaterialPropertyBlock 修改属性，不实例化材质
  MaterialPropertyBlock mpb = new MaterialPropertyBlock();
  renderer.GetPropertyBlock(mpb);
  mpb.SetColor("_Color", Color.Red);
  renderer.SetPropertyBlock(mpb);
  

• 合并 Shader Pass：减少 Shader 中的 Pass 数量（如用 SRP 合并非光照 Pass）；
• 使用图集（Atlas）：将多个纹理合并为一张图集，减少材质切换（UI/3D 物体均适用）。

3. 优化渲染状态

• 统一渲染状态：尽量让物体使用相同的混合模式、深度测试规则；
• 减少实时光照：实时光照会触发 ForwardAdd Pass，优先用烘焙光照（Lightmap）；
• 合批渲染目标：减少频繁切换 RenderTexture，批量渲染到同一目标。

4. UGUI 专项优化

• 合并 UI 图集：将所有 UI 图片合并到少量图集，避免每个图片一个材质；
• 简化 Text 材质：共用字体材质，避免每个 Text 单独实例化材质；
• 禁用不必要的 Canvas：Canvas 重建会触发额外的 SetPass 调用，非可见时禁用。

五、关键注意事项

1. SetPass Calls 不是唯一指标：需结合 Triangles（三角面数）、Vertices（顶点数）、GPU Instancing 综合分析；
2. SRP Batcher 优先级高于传统批处理：URP/HDRP 项目优先开启 SRP Batcher，其原理是按 Shader 分组渲染，而非按材质，能大幅减少 SetPass 调用；
3. 移动端敏感：移动端 GPU 状态切换开销远高于 PC/主机，SetPass Calls 超过 200-300 可能出现掉帧，PC 可接受更高数值（但仍需控制）。

六、调试工具

• Stats 面板：实时查看 SetPass Calls 数值；
• Frame Debugger：逐帧分析渲染流程，定位触发 SetPass 调用的物体/材质；
• Profiler（Render 模块）：深入分析渲染耗时，找到 SetPass 调用的性能瓶颈。

总结

SetPass Calls 是衡量 Unity 渲染状态切换效率的核心指标，优化的核心思路是减少 GPU 状态切换次数：通过批处理、材质复用、图集合并、统一渲染状态等方式，将 SetPass Calls 控制在合理范围（移动端 < 200，PC < 500），可显著提升渲染性能。