Unity Android で環境ごとにGraphics APIを切り替える方法

この記事ではUnityでAndoridアプリの開発を行った際、デバイスごとにGraphics APIを切り替える方法を紹介します。

※ここで紹介するものは「6000.3.0f1」以降のバージョンでのみ使用できる機能になります。
（SUPPORTEDを除く）


結果から知りたい人はこちら

環境

Unity 6000.3.4f1

Graphics APIとは

大前提「Graphics API」とは？

大雑把な説明になりますが、Unityでアプリを開発する際、シーンに配置した画像や3Dモデルはカメラを通して描画され、スマホやPCの画面に表示されます。

その描画処理（頂点変換・ピクセルの色計算など）は主にGPUが行い、Unityは「どのデータを使って、どのシェーダで、どの順に描画するか」といった命令をGPU側に送ります。
このとき、UnityがGPUドライバに描画命令やリソース操作を伝えるための窓口となるのが Graphics API（DirectX / Vulkan / Metal など）です。

Unity → Graphics API → GPUドライバ → GPU

なぜGraphicsAPIを切り替える必要がある？

大きく分けて4つの理由があります。

1.プラットフォームによる都合

iOS/macOS → Metal
Windows → D3D11/D3D12
Android → Vulkan/OpenGL

プラットフォームによって切り替える必要がありますが、このあたりは勝手にUnityが管理してくれます。

2.パフォーマンスの差

Metal/D3D12/VulkanはCPUの負担を減らし、うまく使えば高速になりやすく、
D3D11/OpenGLは扱いやすい代わりにオーバーヘッド（無駄）が出やすいです。

3.機能

この機能はこのAPIでのみ使用可能といったケース

4.相性

Graphic API + GPUドライバ + GPU
の相性が悪い（クラッシュ、描画崩れ、フリーズなどが発生）

まず、基本的にGraphicsAPIはランタイム中に切り替えることはできません。

そして、どのプラットフォーム向けのアプリなのか決まった時点で、どのAPIを使用するかほとんど絞られている状態のはずです。
（iOS向けならMetalを使用するなど）

このあたりUnityが勝手に切り替えてくれるため、Unityで開発している場合、GraphicsAPIを意識することはほとんどかないかもしれません。

GraphicsAPIの設定方法

Project Setting > Player > Android > OtherSetting
から設定できます。
デフォルトの設定だと[Auto Graphics API]がONになっていているはずです。

[Auto Graphics API]をOFFにすると、GraphicsAPIのリストの編集が可能な状態になります。 「Vulkan」と「OpenGLES3」の2つのAPIが設定されている理由は、上にあるものほど優先順位が高く、 起動時、上から順にそのデバイスがそのAPIに対応しているか確認し選択されます。

（画像のものだとOpenGLES3が優先されます。）

今回、自分がこの記事を書くきっかけになった理由は「4.相性」によるものです。

具体的には、あるゲームでURPのSRPバッチャーを使用しているシーンに入ると特定のAndroid端末（端末A）で描画崩れが発生しました。
このときの設定は[Auto Graphics API]をONにしていたため、OFFにしたうえで「OpenGLES3」の優先度を上げると、描画崩れが解消されました。
しかし、OpenGLES3を優先していると、また別のAndroid端末（端末B）でクラッシュが発生しました。

この端末は「Vulkan」だと問題なく動作していたため、相性は以下のようになります。

	端末A	端末B
Vulkan	×	〇
OpenGLES3	〇	×

※正確には相性が悪いのは端末とAPIではなく、端末に搭載されているGPUとGraphicsAPIの相性です。

ProjectSettingからできるのは優先度の設定のみ、 端末A,Bは相性が悪いというだけで、「Vulkan」「OpenGLES3」どちらでも基本的な動作は問題がないため2つのAPIに対応している。
そのため、ProjectSettingからは端末Aでは「OpenGLES3」、端末Bでは「Vulkan」を使用するといった設定を行うことはできません。

そこで使用するのが、Unity「6000.3.0f1」以降に搭載された「Vulkan Device Filtering Asset」という機能になります。
※SUPPORTEDはもっと前から実装されている？

Vulkan Device Filtering Asset

この機能は、特定の端末では「Vulkan」それ以外の端末は「Vulkan以外」を使用するといった設定を行うことが出来ます。

Assetの生成方法

Assetフォルダ下の適切な位置に画像のように、
Create > Vulkan Settings > Device Filter
で生成できます。

各項目

項目	内容
Allow Filters	指定されたパラメータに対応したデバイスでVulkanを使用することを許可する
Deny Filters	指定されたパラメータに対応したデバイスでVulkanを使用することを制限する
Preferred Graphics Jobs Filter	指定されたパラメータに対応したデバイスでの設定したジョブモードを有効にする

今回使用する項目は「Deny Filters」というリストになります。

「Deny Filters」のパラメータ

各パラメータの内容と設定方法は以下になります。

項目	内容	例
Vendor	GPUハードウェアのベンダー名	^ARM$(正規表現OK)
Device Name	GPUのモデル名	Mali.*G78（正規表現OK）
Brand	端末のメーカー	^[Gg]oogle$（正規表現OK）
Product Name	端末のコードネーム（特定機種のみ弾きたいとき仕様）	^DeviceA$（正規表現OK）
Android OS version	端末のOSバージョン	^13$（正規表現OK）
Vulkan API version	端末が持つ Vulkan API バージョン	1.1.128（指定したバージョン以下を弾く、「Allow Filters」の場合は以上を許可）
Driver version	Vulkanドライババージョン	0.676.0（指定したバージョン以下を弾く、「Allow Filters」の場合は以上を許可）

前述の例から「Vulkan」をデフォルトのAPIとした場合、「Vulkan」の使用を制限しないといけないのは端末Aになります。

端末Aをここでは仮にGoogle Pixelとします。
その場合、設定方法は以下のようになります。

これでGoogle Pixelでは「Vulkan」の使用を制限された状態になります。
しかし、まだ設定は完了していません。


1つ目はProjectSettingでGraphicsAPIの「Vulkan」の優先度を1番上にします。

今回行った設定は「制限」のため「Vulkan」の優先度を上げておく必要があります。
※「OpenGLES3」の方が優先度が高い場合、GooglePixel以外の端末でも「OpenGLES3」が起動します。


2つ目は「Graphics API」の項目から下にスクロールすると「Vulkan Device Filtering Asset」という項目があるため、そこに今回作成したアセットを設定する必要があります。

以上で設定は完了になります。

今回行った設定が正しく動作しているか確認する方法は、 下記のMonoBehaviourをシーン上のオブジェクトに着けておくとわかるはずです。

GraphicsApiLogger.cs

using UnityEngine;

public class GraphicsApiLogger : MonoBehaviour
{
    void Awake()
    {
        Debug.Log($"GraphicsDeviceType: {SystemInfo.graphicsDeviceType}");
        Debug.Log($"GraphicsDeviceName: {SystemInfo.graphicsDeviceName}");
        Debug.Log($"GraphicsDeviceVendor: {SystemInfo.graphicsDeviceVendor}");
        Debug.Log($"GraphicsDeviceVersion: {SystemInfo.graphicsDeviceVersion}");
    }
}

端末にビルドした後、「GraphicsDeviceType」の項目を確認し、
正しく設定が出来ているか確認してみてください。