当新节点可见时，SceneKit 应用程序卡顿

Question

我有一个 SceneKit 应用程序（使用 Metal）在屏幕上出现新节点时口吃的问题，即使该应用程序在 60 fps 之前和之后顺利运行。

想象一个游戏，其中的东西被摧毁，有时在某些东西被摧毁的地方会出现通电。我很确定口吃与出现的能量提升有关，因为当事物刚刚被破坏（因此从场景中移除）时它不会发生。

到目前为止我所做的尝试修复口吃：我通过 SceneKit 视图的 preload 方法预加载节点，并仅在其完成处理程序中将它们添加到场景中。我早在需要显示它们之前就将它们添加到相机上方，并且在需要时将它们移动到正确的位置。我已经实施了一种排队机制，以确保每帧仅进行一次更改（移除被破坏物品的节点，将通电移至其位置）。

但是有时（并非总是）在出现通电时仍然会出现口吃。我想知道 SceneKit 是否仅在节点第一次出现时才执行某些操作（即使它们已被预加载）。无论发生什么似乎都足以导致口吃，但对于 XCode 性能计来说太短了，无法显示它。每帧都有大量空闲时间，CPU 和 GPU 甚至从未接近最大化。

我不认为这个问题与复杂的几何图形或巨大的纹理有关，因为当我使用具有统一颜色的简单立方体时，它仍然会发生。

知道这里发生了什么或者我如何追踪它吗？

Answer 1

我自己找到了原因，如果你遇到同样的问题，我想与你们分享。

SceneKit 在幕后所做的神秘任务是重新编译各个节点的着色器。虽然 Apple 没有证实这一点，但我很确定 SceneKit 有一个策略，即始终使用最有效的着色器，这些着色器足够复杂以按预期渲染相应的节点。这意味着每当您添加效果、材质属性或光源时，它都会编译更复杂的着色器。当您消除照明计算复杂性增加的原因时，它将再次用更简单的着色器替换它。

虽然这在始终获得尽可能高的性能方面很棒，但它也有一个缺点，这就是我所经历的。重新编译着色器需要一些时间，导致 CPU 负载并强制 GPU 等待着色器的新版本。最后，它会导致应用程序卡顿，即使它们大部分时间都运行得非常流畅。

解决这个问题的最简单方法是用您自己的代码（使用 SCNProgram）替换 SceneKit 着色器，但这也会让您失去 SceneKit 提供的大部分舒适度。由于这不是我想要的，我最终采用了以下方法：

我强制 SceneKit 最初编译所有节点的所有着色器，这些着色器通过在开始时用黑色覆盖覆盖场景，在相机前面添加所有节点，然后在淡出覆盖之前将它们移动到正确的位置层。我还通过从不完全关闭我一直不需要的效果来避免重新编译（例如，通过将其强度更改为 0.1 而不是 0 来关闭灯光）。这使得 SceneKit 始终保持相同的着色器，从而避免口吃。

再说一遍：这还没有得到 Apple 的证实，但到目前为止它有效，所以我认为我的假设是正确的 ;-)。