Cara meningkatkan kinerja untuk fungsi-fungsi mahal di pembangun kota 2d

Saya sudah mencari jawaban tetapi saya tidak dapat menemukan pendekatan terbaik untuk menangani fungsi / perhitungan yang mahal.

Dalam permainan saya saat ini (bangunan kota berbasis ubin 2d) pengguna dapat menempatkan bangunan, membangun jalan, dll. Semua bangunan membutuhkan koneksi ke persimpangan yang harus ditempatkan pengguna di perbatasan peta. Jika bangunan tidak terhubung ke persimpangan ini, tanda "Tidak terhubung ke jalan" akan muncul di atas bangunan yang terkena dampak (jika tidak harus dihapus). Sebagian besar bangunan memiliki radius dan mungkin terkait satu sama lain juga (misalnya pemadam kebakaran dapat membantu semua rumah dalam radius 30 ubin). Itulah yang saya juga perlu perbarui / periksa ketika koneksi jalan berubah.

Kemarin saya mengalami masalah kinerja yang besar. Mari kita lihat skenario berikut ini: Seorang pengguna tentu saja dapat juga menghapus bangunan dan jalan. Jadi, jika seorang pengguna sekarang memutuskan koneksi setelah persimpangan saya perlu memperbarui banyak bangunan pada saat yang sama . Saya pikir salah satu saran pertama adalah untuk menghindari loop bersarang (yang jelas merupakan alasan besar dalam skenario ini) tetapi saya harus memeriksa ...

1. jika bangunan masih terhubung ke persimpangan jika genteng jalan telah dihapus (saya melakukan itu hanya untuk bangunan yang terkena dampak oleh jalan itu). (Mungkin masalah yang lebih kecil dalam skenario ini)

2. daftar ubin radius dan dapatkan bangunan dalam radius (loop bersarang - masalah besar!) .

   // Go through all buildings affected by erasing this road tile.
   foreach(var affectedBuilding in affectedBuildings) {
       // Get buildings within radius.
       foreach(var radiusTile in affectedBuilding.RadiusTiles) {
           // Get all buildings on Map within this radius (which is technially another foreach).
           var buildingsInRadius = TileMap.Buildings.Where(b => b.TileIndex == radiusTile.TileIndex);  
   
           // Do stuff.
       }
   }

Ini semua memecah FPS saya dari 60 hingga hampir 10 selama satu detik.

Saya juga bisa melakukannya. Gagasan saya adalah:

• Tidak menggunakan utas utama (fungsi Perbarui) untuk yang satu ini tetapi utas lainnya. Saya mungkin mengalami masalah penguncian ketika saya mulai menggunakan multithreading.
• Menggunakan antrian untuk menangani banyak perhitungan (apa yang akan menjadi pendekatan terbaik dalam kasus ini?)
• Simpan lebih banyak informasi di objek saya (bangunan) untuk menghindari lebih banyak perhitungan (misalnya bangunan dalam radius).

Dengan menggunakan pendekatan terakhir saya bisa menghapus satu sarang dalam bentuk foreach ini sebagai gantinya:

// Go through all buildings affected by erasing this road tile.
foreach(var affectedBuilding in affectedBuildings) {
    // Go through buildings within radius.
    foreach(var buildingInRadius in affectedBuilding.BuildingsInRadius) {
        // Do stuff.
    }
}

Tapi saya tidak tahu apakah ini cukup. Gim seperti Kota Skylines harus menangani jauh lebih banyak bangunan jika pemain memiliki peta besar. Bagaimana mereka menangani hal-hal itu ?! Mungkin ada antrian pembaruan karena tidak semua bangunan melakukan pembaruan pada saat yang sama.

Saya menantikan ide dan komentar Anda!

Terima kasih banyak!

Caching cakupan gedung

Gagasan untuk men-caching informasi bangunan mana yang berada dalam jangkauan bangunan efektor (yang dapat Anda cache dari efektor atau yang terpengaruh) jelas merupakan ide yang bagus. Bangunan (biasanya) tidak bergerak, jadi ada sedikit alasan untuk mengulang perhitungan mahal ini. "Apa yang mempengaruhi bangunan ini" dan "apa yang mempengaruhi bangunan ini" adalah sesuatu yang hanya perlu Anda periksa ketika sebuah bangunan dibuat atau dihapus.

Ini adalah pertukaran klasik siklus CPU untuk memori.

Menangani informasi cakupan berdasarkan wilayah

Jika ternyata Anda menggunakan terlalu banyak memori untuk melacak informasi ini, lihat apakah Anda dapat menangani informasi tersebut berdasarkan wilayah peta. Bagilah peta Anda menjadi wilayah kuadrat darin *nubin. Jika suatu daerah sepenuhnya ditutupi oleh pemadam kebakaran, semua bangunan di wilayah itu juga tercakup. Jadi, Anda hanya perlu menyimpan informasi cakupan berdasarkan wilayah, bukan oleh bangunan individu. Jika suatu wilayah hanya tercakup sebagian, Anda perlu kembali menangani koneksi dengan membangun di wilayah itu. Jadi fungsi pembaruan untuk bangunan Anda pertama kali akan memeriksa, "Apakah wilayah tempat gedung ini dilindungi oleh pemadam kebakaran?" dan jika tidak "Apakah bangunan ini secara individual dilindungi oleh pemadam kebakaran?". Ini juga mempercepat pembaruan, karena ketika pemadam kebakaran dihilangkan, Anda tidak perlu lagi memperbarui status cakupan 2000 bangunan, Anda hanya perlu memperbarui 100 bangunan dan 25 wilayah.

Pembaruan tertunda

Pengoptimalan lain yang dapat Anda lakukan adalah tidak memperbarui semuanya dengan segera dan tidak memperbarui semuanya secara bersamaan.

Apakah bangunan masih terhubung ke jaringan jalan atau tidak, Anda tidak perlu memeriksa setiap frame (Ngomong-ngomong, Anda mungkin juga menemukan beberapa cara untuk mengoptimalkan ini secara khusus dengan melihat sedikit ke dalam teori grafik). Akan sangat memadai jika bangunan hanya memeriksa secara berkala setiap beberapa detik setelah bangunan dibangun (DAN jika ada perubahan pada jaringan jalan). Hal yang sama berlaku untuk efek rentang bangunan. Sangat dapat diterima jika sebuah bangunan hanya memeriksa setiap beberapa ratus frame, "Apakah setidaknya salah satu dari departemen pemadam kebakaran yang mempengaruhi saya masih aktif?"

Jadi, Anda dapat memiliki loop-pembaruan Anda hanya melakukan perhitungan mahal ini untuk beberapa ratus bangunan sekaligus untuk setiap pembaruan. Anda mungkin ingin memberikan preferensi ke bangunan yang saat ini ada di layar, sehingga para pemain mendapatkan umpan balik langsung atas tindakan mereka.

Mengenai Multithreading

Pembangun kota cenderung berada di sisi yang lebih mahal secara komputasi, terutama jika Anda ingin membiarkan pemain membangun sangat besar dan jika Anda ingin memiliki kompleksitas simulasi yang tinggi. Jadi dalam jangka panjang mungkin tidak salah untuk berpikir tentang perhitungan apa dalam game Anda yang dapat ditangani secara tidak sinkron.

1. Pekerjaan duplikat .

Anda affectedBuildingsmungkin saling berdekatan, sehingga jari-jari yang berbeda akan tumpang tindih. Tandai bangunan yang perlu diperbarui, lalu perbarui.

var toBeUpdated = new HashSet<Tiles>();
foreach(var affectedBuilding in affectedBuildings) {
    foreach(var radiusTile in affectedBuilding.RadiusTiles) {
         toBeUpdated.Add(radiusTile);

}
foreach (var tile in toBeUpdated)
{
    var buildingsInTile = TileMap.Buildings.Where(b => b.TileIndex == radiusTile.TileIndex);
    // Do stuff.
}

2. Struktur Data yang Tidak Cocok.

var buildingsInTile = TileMap.Buildings.Where(b => b.TileIndex == radiusTile.TileIndex);

harus jelas

var buildingsInRadius = tile.Buildings;

dimana Bangunan adalah IEnumerable dengan waktu iterasi konstan (misalnya a List<Building>)