Deep-Dive into Scriptable Build Pipeline

Deep-Dive
Into
Scriptable Build Pipeline
Gotanda.unity #12
May 22, 2019
Haruto Otake a.k.a @Trapezoid
Group Manager
Game Developer Library Group
Common Support Services Dept.
Publishing Management Dept. Game Div.
Game & Entertainment Business Unit.
DeNA Co., Ltd.

*
Copyright (C) 2013 DeNA Co.,Ltd. All Rights Reserved.
自己紹介
● 大竹悠人(Haruto Otake)
● 共通基盤部ゲームデベロッパーライブラリグループ
● a.k.a @Trapezoid
● 2009/4 ドワンゴ新卒入社
● 2013/5 DeNA 中途入社
● Unityに関連した技術サポートと様々な内製ライブラリの実装・保守に
従事

*
Scriptable Build Pipelineとは
● AssetBundleやPlayerのビルドパイプラインをオーバーホールしたもの
● Addressable Assetsからも使われている低レベルAPI
● Package Manager経由でcom.unity.scriptablebuildpipelineとして提供される

*
OK、わかった
● で、何ができるの?
● ビルドフレームワークとしての説明はあるが、具体的にどのぐらいの表現
力があるビルドパイプラインなのかの説明は殆ど無い
● 今回はAssetBundleのビルドパイプラインとしてのSBPに深く切り込んでみ
る
● 基礎的な説明はUnity山村さんの”はじめてのScriptable Build Pipeline”に任せ
て割愛

*
このLTで伝えたいこと
● ScriptableなビルドパイプラインをSBPで構築する上でのとっかかりを得る
● Scriptable Build PipelineによるAssetBundleビルドの構造
● カスタムする上での勘所
● カスタムの具体例
● 資料は後ほど共有する予定です!

*
SBPによるパイプラインの基礎構造
● BuildTaskRunner
● ビルドタスク実行するクラス
● IBuildTaskのリストとIBuildContextを受け取り、DIしつつ順番に実行
● IBuildTask
● 具体的なビルド処理の単位。RunメソッドがRunnerから実行される
● Runnerに渡されたIBuildContextと値をやりとり出来る(DI)
● ContextUsageは参照としてのIn/Outを示すだけなのに注意
● IContextObject
● BuildTask間で共有される情報(入力/出力/状態)
● IBuildContext
● IContextObjectを収容するDIコンテナ
● IContextObjectを継承したinterfaceごとに1つのIContextObjectを収容可

*
SBPによるAssetBundleパイプラインの構造
● SBPの基礎構造に則って、AssetBundleをビルドするためのContextObjectや
BuildTaskが実装されている
● DefaultBuildTasksがBuildTaskを生成
● ContentPipelineで必要なContextObjectを生成して、DefaultBuildTasksで生
成したBuildTaskと共にBuildTaskRunner渡す
● データをタスクごとに様々な視点で見なければいけない関係上、SBPで扱
われるデータには癖がある
● OOP的にわかりやすいArray of Structsではなく、Struct of Arrayっぽく扱
われる
● ContextにどのTaskで何がやりとりされているのかをを正しく理解すれば、
任意の処理を挟み込んでカスタムする余地は十分ある

*
SBPによるAssetBundleパイプラインのターミノロジ
● Asset
● Assetsディレクトリ以下にあるような、ディスク上のソースファイル
● Object (SubAsset)
● Unityがシリアライズできる単位。インポートされたAssetは、1つ以上
のObjectによって構成される(これを2つ以上用いるのがSubAsset)
● SBP中ではGUIDで区別されることが多い
● Includes
● Assetに含まれるObjectのリスト
● References
● Includes内のObjectが依存するが、Includesに含まれないObject
● File
● SBPによるAssetBundleビルドでの書き出し単位。AssetBundleひとつと
1:1の関係で割り当てられる
● Address
● AssetBundle内に格納されたAssetを区別するstring
Via. https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.scriptablebuildpipeline@1.4/manual/Terminology.html

*
DefaultBuildTask
Setup
• SwitchToBuildPlatform
• RebuildSpriteAtlasCac
he
Player Scripts
• BuildPlayerScripts
• PostScriptsCallback
Dependency
• CalculateSceneDependencyD
ata
• CalculateAssetDependencyDa
ta
• StripUnusedSpriteSources
• CreateBuiltInShadersBundle
• PostDependencyCallback
Packing
• GenerateBundlePacking
• UpdateBundleObjectLayout
• GenerateBundleCommands
• GenerateSubAssetPathMaps
• GenerateBundleMaps
• PostPackingCallback
Writing
• WriteSerializedFiles
• ArchiveAndCompressBundles
• AppendBundleHash
• PostWritingCallback

*
外側からの入力となるContextObject
● IBundleBuildContent
● ビルド対象を定義するContextObject
● どのアセット/シーンをビルド対象とするか
● ビルド対象のアセット/シーンが所属するべきAssetBundleの名前
● IBundleBuildParameters
● ビルド対象プラットフォーム, 成果物の出力先, Cache Serverの接続先な
どなど、外側から与える雑多なパラメータを定義するContextObject
● IBuildCache
● 様々なBuildTaskの処理をキャッシュするContextObject
● 標準の実装ではファイルへのシリアライズ + Unity Cache Server
● IDeterministicIdentifiers
● AssetBundleの決定論性を定義するContextObject
● IProgressTracker
● Taskの進行状況を観測する、LoggerとなるContextObject

*
Setup
Setup
he
Player Scripts
Dependency
ata
ta
Packing
Writing

*
Setup Tasks
● SwitchToBuildPlatform
● ビルドターゲットにPlatform設定を切り替え
● RebuildSpriteAtlasCache
● SpriteAtlasのキャッシュをリビルド
● 全てのSpriteAtlasのパッキング
● SpriteAtlasUtility.PackAllAtlassesが呼び出される

*
Player Scripts
Setup
he
Player Scripts
Dependency
ata
ta
Packing
Writing

*
Player Scripts Tasks
● BuildPlayerScripts
● ビルドターゲット向けの設定でC#スクリプトをコンパイルする
● PostScriptsCallback
● スクリプトコンパイルの完了のタイミングで任意のコールバックをビ
ルドパイプラインの外側から仕込める
● コールバックでSuccess以外のReturnCodeを返せば、ビルドを中断できる

*
BuildPlayerScripts
● 役割
● AssetBundleビルドに必要な型情報をC#のコンパイルをして生成する
● 入力
● IBundleParameters
● ScriptInfo (TypeDB)がセットされていれば
コンパイルをスキップ
● GetCompilationSettingsからコンパイルに
必要なオプションを取得
● 出力
● IBuildResult
● スクリプトコンパイル結果が格納される
● ScriptResults.typeDB (TypeDB)が実体。
シリアライズが可能
IBundleParameters
BuildPlayerScripts
IBuildResults

*
Dependency
Setup
he
Player Scripts
Dependency
ata
ta
Packing
Writing

*
Dependency Tasks
● CalculateSceneDependencyData
● CalculateAssetDependencyData
● Scene/AssetのAsset間の依存関係を計算する
● StripUnusedSpriteSources
● 利用していないSpriteへの参照をStripする
● CreateBuiltInShadersBundle
● Standard Shaderなど、Unityのビルトインシェーダを独立した
AssetBundleに自動的にまとめる下準備
● PostDependencyCallback
● PostScriptsCallbackと同様
● IDependencyDataを始めとした、ここまでの主要なContextを受け取れる

*
CalculateAssetDependencyData
CalculateAsset
DependencyData
IBuildContent
IDependencyData
● 役割
● AssetとAssetの間の依存関係を計算する
● 入力
● IBuildContent
● Assets / Scenesから調査対象のファイル名を受け取る
● IBuildParameters
● 型情報の取得や、キャッシュ利用の有無
● 進行状況を記録するロガー
● IBuildCache
● 依存情報のキャッシュ
● 出力
● IDependencyData
● AssetやObjectの間の依存情報
● 入出力
● IBuildExtendedAssetData
● SubAssetの情報を追記
● IBuildSpriteData
● Spriteのパッキング情報を追記

*
IDependencyData
● DependencyData
● AssetInfo (Dictionary<GUID, AssetLoadInfo>)
● SceneInfo (Dictionary<GUID, SceneDependencyInfo>)
● Asset, Scene毎の依存を含む構成の情報
● AssetUsage (Dictionary<GUID, BuildUsageTagSet>)
● SceneUsage (Dictionary<GUID, BuildUsageTagSet>)
● Asset/Scene毎のビルドに必要なメタ情報セット
● ビルドに必要な値だが、ブラックボックスとして扱うしかない
● AssetLoadInfo
● 1つのAssetあたりのObjectの構成情報
● asset(GUID), address(string)
● includedObjects, referencedObjects(List<ObjectIdentifier)
● Assetが含むObjectのリストと、includedObjectsにあるObjectから参照されるが
Assetには含まれないObjectのリスト
● ObjectIdentifier
● guid(GUID), File ID, Path, FileType

*
CreateBuiltinShaderBundle
● 役割
● ビルド対象の中で利用しているビルトインシェーダーを独立した1つの
AssetBundleに分離させる
● 入力
● コンストラクタ(CreateBuiltinShaderBundle(string bundleName)
● 分離させたAssetBundleのAssetBundle名を指定する
● IDependencyData
● DependencyのTaskで生成された依存情報を用いて、抽出作業を行う
● 出力
● IBundleExplicitObjectLayout
● Objectごとに明示的に所属するべきAssetBundleを差し替える場所を示す
● ExplicitObjectLocation(Dictionary<ObjectIdentifier, string>)
● Objectごとに所属するべきAssetBundle名を指定する

*
Packing
Setup
he
Player Scripts
Dependency
ata
ta
Packing
Writing

*
Packing
● GenerateBundlePacking
● どのAssetがどのAssetBundleに所属するのかを決定する
● UpdateBundleObjectLayout
● 特定のAssetをAssetBundleに強制的に所属させる
● GenerateBundleCommands
● AssetBundleのSerializeを行うコマンドを生成する
● GenerateSubAssetPathMaps
● SubAssetをコマンドに追加する
● GenerateBundleMaps
● AssetBundleから参照するObjectの参照情報をコマンドに追加する
● PostPackingCallback
● PostDependencyCallbackと同様

*
GenerateBundlePacking
● 役割
● Assetの依存とビルドパラメータを元に、どのAssetがどのAssetBundleに
属するかのパッキング情報を生成する
● 入力
● どのAssetがどのAssetBundleに所属するかを明示的に指定するビルドパラメータ
● IDependencyData
● 参照関係や内包するオブジェクトの選択にAssetの依存関係を参照する
● Fileの名前の決定に利用
● 出力
● IBundleWriteData - ビルドコマンド生成に必要なパッキング情報を格納
● FileToBundle (Dictionary<string, string>)
● FileとAssetBundle名のマッピングを表す
● FileToUsageSet (Dictionary<string, BuildUsageTagSet>)
● FileToReferenceMap(Dictionary<string, BuildReferenceMap>)
● AssetToFiles (Dictionary<GUID, List<string>>)
● AssetのFile(AssetBundle)への依存を表す。先頭は所属するFileになる
● FileToObjects (Dictionary<string, List<ObjectIdentifier>)
● Fileごとに含まれるObjectを表す

*
UpdateBundleObjectLayout
● 役割
● ビルドタスク中で挟み込まれた明示的なレイアウト指定を、
GenerateBundlePackingで生成したパッキング情報に適用する
● 入力
● IBundleExplicitObjectLayout
● CreateBuiltinShadersBundleなどを通して生成された、上書きすべきパッキング構
成の情報
● IDependencyData
● 入出力
● IBundleWriteData
● IBundleExplicitObjectLayoutの指定に基づいて各々のメンバを改変する

*
GenerateBundleCommands
● 役割
● パッキング情報を元にAssetBundleのSerializeを行うコマンドを生成する
● 入力
● IDependencyData
● 入出力
● AssetBundleのSerializeを行うコマンドを生成し、ReferenceMapなどと関連付ける
● FileToReferenceMap(Dictionary<string, BuildReferenceMap>)
● Fileに含まれるObjectの情報をBuildReferenceMapに追加する
● WriteOperations (List<IWriteOperation>)
● AssetBundleのSerializeコマンドを追加する

*
GenerateBundleMaps
● 役割
● AssetBundle同士の依存関係をコマンドに設定する
● 入力
● IDependencyData
● BuildUsageTagSetの取得に用いる
● 入出力
● FileToUsageSet
● AssetごとのBuildUsageTagSetをFileごとに集約して合成した上で設定する
● WriteOperations
● FileToReferenceMap
● それぞれのReferenceMapに、依存先AssetBundleの情報も追加する

*
Writing
Setup
he
Player Scripts
Dependency
ata
ta
Packing
Writing

*
Writing
● WriteSerializedFiles
● AssetBundleのSerializeコマンドを実行し、ファイルに書き出す
● ArchiveAndCompressBundles
● SerializeされたAssetBundleをアーカイブし、読み込み可能なAssetBundle
ファイルを生成する
● AppendBundleHash
● 要求された場合、ファイル名にHash名を付与して移動する
● PostWritingCallback
● PostDependencyCallbackと同様

*
WriteSerializedFiles
● 役割
● AssetBundleのSerializeコマンドを実行し、ファイルに書き出す
● 読み込み可能なAssetBundleが吐き出されるのではなく、中間ファイル
● 入力
● コマンド実行に必要なパラメータを取得
● IDependencyData
● コマンド実行に必要なGlobalUsageを取得
● IWriteData
● Serializeコマンドを取得して、キャッシュに結果が存在しなければ実行する
● IBuildCache
● キャッシュからSerializeコマンドの実行結果を取得
● 出力
● IBuildResults
● 実行したコマンド実行結果と、キャッシュから取得した以前のコマンド実行結
果をWriteResultsに追加

*
ArchiveAndCompressBundles
● 役割
● Serializeされた中間ファイルを元に読み込み可能なAssetBundleにアーカ
イブし、ファイルに書き出す
● 入力
● IBuildCache
● 出力
● IBundleBuildResults
● BundleInfos (Dictionary<string, BundleDetails>)
● AssetBundleごとのアーカイブ結果を追加

*
カスタムの勘所
● 特有のターミノロジをしっかり理解する
● AssetBundle自体やAssetBundleビルドの構造の理解にもつながる
● 既存のTaskの間にカスタムタスクを置いてカスタマイズする
● 既存のタスクの実装をいじるのはアップデートに弱く、リスクが高い
(一度やってみて後悔した)
● できるだけパイプラインの最初に近い側から弄る
● ビルドパイプラインの後のほうが、複雑でコンテキストが深い
● 自力で整合性を取るのが困難になっていく

*
HowTo
● 依存してるアセットの型に応じて何らかのアクションをしたい
● ContentBuildInterface.GetTypeForObjectを用いる
● ObjectIdentifierからそのアセットのSystem.Typeを取得可能
● 特定のアセットを別AssetBundleに切り出したい
● CreateBuiltinShaderBundleの方法論はShader以外にも有効
● 切り出したいアセットを特定して、 IBundleExplicitObjectLayoutに登録
● UpdateBundleObjectLayoutで反映

*
具体的な事例
● link.xmlの生成
● Assetの依存関係グラフの生成とCytoscape.jsを使った可視化
● ビルド途中での循環参照の検出
● スクリプトコンパイルのスキップ

*
link.xmlの生成
● AssetBundleにあるAssetから使っているクラスをPreserveするlink.xmlをビル
ド時に自動的に生成する
● このlink.xmlを含めてPlayerをビルドすれば、AssetBundleから使っている
クラスがStripされてしまう事態を避けられる
● Addressable Assetsが備えている機能
● link.xmlの出力自体はAddressableのLinkXmlGeneratorが参考になる
● 型情報(System.Type)を元にXMLを形成できる
● IBundleBuildResults.WriteResultsから、AssetBundleから参照している型の
System.Typeインスタンスを取得できる
● これをLinkXmlGeneratorに放り込めば、link.xmlの生成が可能になる

*
BuildTaskとしてlink.xmlの生成を実行させる

*
Asset依存関係の抽出
● IDependencyDataはランタイム時のアセット依存関係をまとめて参照でき
る
● アセットの依存関係をグラフ出力するのに最適

*
循環参照の検出
● Packingまで終わればAssetBundleのビルドをしなくても、AssetBundle同士
の依存性は検出できる
● AssetToFilesが使える
● 依存性をDictionaryとして抽出すれば、あとはトポロジカルソートして閉
路検出すれば循環参照をビルド前に安価に検出できる

*
スクリプトコンパイルのスキップ
● IBuildParameterのScriptInfoにTypeDBをセットした状態でビルドを開始する
と、スクリプトコンパイルをスキップしてビルドを高速化できる
● BinaryFormatterを使えばTypeDBはシリアライズできる
● ビルド結果はビルド元のソースはもちろん、BuildTargetGroup, BuildTarget,
ScriptCompilationOptionsの三要素によっても変化する
● リポジトリのリビジョン+上記三要素で固有のファイル名をつけて、
TypeDBをシリアライズし、適宜読み出す & ビルド後に保存するように

*
まとめ
● Scriptable Build Pipelineは癖はあるが、非常に表現力の高い形でアセットビ
ルドをカスタマイズできる
● SBPを完全理解して強いビルドパイプラインを作ろう💪💪💪💪💪

*
THANK YOU FOR LISTENING!

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