经验分享：《节奏大师》UI优化历程
《节奏大师》是一款国民级的音乐游戏。撰写本文时，恰逢《节奏大师》三周年生日。2012年5月25日，《节奏大师》首次发布，吸引了众多玩家。时隔一年多，作为第三个登陆微信平台的腾讯自研游戏，《节奏大师》上线后迅速积累了大量用户。然而，随着用户数量的急剧增加，加之当时手机游戏开发技术尚不成熟，一些问题隐患在游戏上线后逐渐暴露出来。
游戏性能基线与核心体验要求
由于《节奏大师》是一款国民级音乐游戏，在客户端一侧，其性能基线设置得非常低。这意味着游戏需要能够在各种设备上运行，无论是高端设备还是低端设备，都要确保在低端机上运行时不会出现过多的崩溃现象。
此外，客户端还必须保证游戏的核心体验——打歌过程流畅。《节奏大师》的核心玩法对帧频稳定性要求极高，绝对不能出现“突然卡一下”的现象。因为一旦出现卡顿，将极大地影响玩家的极致体验。经过测试，如果游戏帧速低于50，就会对核心体验产生影响，这与SLG等其他类型游戏不同，SLG游戏中间偶尔卡顿一下对游戏体验影响不大。
内存问题的发现与定位
游戏上线一段时间后，《节奏大师》出现了一个严重的问题——内存占用过高。游戏启动后，常驻内存非常大，而内存问题会带来一系列隐患，如增加崩溃率、影响CPU运行效率等。经过开发团队的一系列排查，最终定位到问题所在：UI贴图资源占用过多。
《节奏大师》的UI贴图资源主要应用于以下几个方面：
- UI显示，即平时看到的按钮、面板等图片资源。
- 打歌时的Note资源、特效资源等。
根据测试，发现内存占用情况如下： 对游戏内存占用情况进行持续跟踪，结果显示：启动游戏后进入主界面，内存约为100M；不断切换界面时，内存几乎保持不变；开始打歌游戏时，内存略有上涨；退出打歌后，内存没有明显变化。
《节奏大师》的UI采用环形结构，每个UI都是独占的。理论上，当从一个UI切换到另一个UI时，之前的界面应该从内存中销毁。但从测试结果来看，似乎并没有进行销毁操作，导致游戏初始内存偏大，界面切换时内存也无明显变化。同时，我们梳理了目前UI图集的组织关系，发现每个UI引用了多张贴图，UI与贴图之间没有明确的对应关系，缺乏合理规划，这也印证了内存占用过高的现象。
现有UI组织架构的问题
目前这种UI组织架构会带来严重的问题：
- 后续开发隐患：内存无法得到有效控制，增加了崩溃率。《节奏大师》用户数量众多，低端机用户面临较大风险，这对产品本身造成了很大伤害。
- 引擎不成熟：引擎未考虑图集释放，UI关闭时没有释放贴图的逻辑。
- 工具端操作繁琐：UI操作复杂，增加了开发难度。
- UI引用关系复杂：UI引用关系混乱，难以控制。以往美术人员采用手工方式将小图拼贴成大图，并手工切割sprite，导致切割不精确，存在误差。
优化方案与步骤
针对上述问题，主要从以下几个方面进行解决：
- 重新整理所有的Atlas图集，使每个UI仅对应单一的图集。
- 整理出公共的Atlas图集。
- 修改所有的UI文件，将其中的sprite重定向到最新的sprite。
具体步骤如下：
- 切割原始的大贴图，将其拆分为小图，这些小图即为美术人员最初制作的素材。
- 扫描原始的UI文件，收集每个UI使用的sprite（小图），并将其归类到对应的文件夹中。例如，将背包UI使用的小图归类到背包UI文件夹下，从而生成多个目录，每个目录对应一个UI，目录下包含该UI使用的小图。
- 扫描公共sprite小图，将被UI使用N次（N值需反复测试调整）的小图收集起来，定义为公共Atlas图集。
- 将各个UI目录和公共图集目录重新打包成大图，并生成最新的Atlas配置文件。
- 将原始UI文件（即UI配置文件）中使用的sprite配置重定向到最新的Atlas配置下的sprite。
通过上述步骤，对原先的贴图资源进行重新拆分合并，对UI配置进行统一修改。最终实现了每个Atlas配置仅对应一张贴图，每个UI仅使用自己的Atlas贴图和公共贴图。理论上，在某个界面下，内存中的UI贴图资源最多只有两张1024 * 1024的图片。相比之前进入一个UI需要加载10来张贴图的情况，该方案是必要且有效的。
代码处理与优化目标
上述优化工作主要通过工具完成，在项目代码中也需要进行相应处理，此处不再展开。通过这些修改，主要达成了以下几个目标：
- 优化美术工作流程：美术人员只需为程序提供每个小图，无需再手动拼贴大图和划分sprite。以往大图是人工拼贴，sprite信息也是手工切割，存在较大误差。
- 规范程序开发调用规范：通过断言约束每个UI的加载和释放过程，确保避免不必要的错误。
- 控制贴图资源数量：确保主玩法以外的独立场景仅使用1 - 2张贴图资源，主玩法使用6 - 7张贴图资源。
优化结果与总结
优化后的结果令人满意。也许有人认为这种优化方案在当前项目中已经非常普遍，如使用工具打包贴图资源、每个UI对应固定独立的贴图等。但由于《节奏大师》项目起步较早，在手游领域探索过程中，受到工具引擎端不成熟和人为操作不严谨等因素的影响，问题逐渐放大，几乎难以控制。此次优化工作历时约三个星期，涉及所有的UI文件和UI贴图，工作量巨大。最后，展示几张优化过程中的成果图片：
- 这是当初用工具扫描老UI时，每个UI涉及的贴图情况，令人触目惊心。
- 这是当初开发的工具，界面略显杂乱。