摘要：游戲的效果不僅與游戲引擎的渲染相關(guān)，與硬件優(yōu)化也有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。一款基于芯片優(yōu)化的移動(dòng)游戲界面，甚至可以堪比視頻游戲的視覺(jué)效果。高通半導(dǎo)體事業(yè)部資深經(jīng)理劉曉光從軟硬件兩個(gè)層面分享了移動(dòng)游戲開(kāi)發(fā)之道。

在今年的Unity亞洲開(kāi)發(fā)者大會(huì)上，高通公司半導(dǎo)體事業(yè)部資深經(jīng)理劉曉光從硬件芯片、引擎優(yōu)化、OpenGL ES 3.0支持，以及開(kāi)發(fā)工具等角度，分享了如何軟硬件雙管齊下，開(kāi)發(fā)及優(yōu)化出優(yōu)秀的移動(dòng)游戲。

高通公司半導(dǎo)體事業(yè)部資深經(jīng)理劉曉光

高通深植無(wú)線領(lǐng)域已逾25年，一直引領(lǐng)無(wú)線領(lǐng)域的創(chuàng)新，到目前為止芯片出貨量已超過(guò)150億。高通僅2013年在R&D方面投入了50億美元，這在所有高科技公司中，每年50億美元的R&D投入是非常大的。劉曉光表示“到目前為止高通擁有超過(guò)84000多個(gè)合作伙伴，我們的市值也已經(jīng)達(dá)到1280億美元。”

到現(xiàn)在為止高通覆蓋了市場(chǎng)中超過(guò)1350款終端，而且還有500款正在緊鑼密鼓地研發(fā)過(guò)程中。截止至目前，與已經(jīng)有超過(guò)100個(gè)廠家采用高通處理器研制手機(jī)。

采用高通Snapdragon的平板電腦

高通和微軟進(jìn)行了深度合作，在Windows Phone領(lǐng)域中，高通是最大的供貨商，100%的Windows Phone都是采用的高通處理器。同時(shí)，我們也是最先支持Windows Phone和Windows 8的芯片供應(yīng)商。到目前為止，已經(jīng)有超過(guò)50款Windows Phone和RT設(shè)備面世，將來(lái)還會(huì)有更多Windows Phone平臺(tái)設(shè)備會(huì)應(yīng)用到高通處理器。

移動(dòng)游戲與芯片

移動(dòng)游戲這幾年的發(fā)展突飛猛進(jìn)，其增長(zhǎng)率甚至超過(guò)了整個(gè)游戲領(lǐng)域增長(zhǎng)率。據(jù)Gartner分析報(bào)告顯示，從2013到2015年，移動(dòng)游戲領(lǐng)域收入將會(huì)翻倍，實(shí)現(xiàn)從132億至220億美元的增長(zhǎng)。而且將會(huì)有更多的游戲開(kāi)發(fā)商和設(shè)備生產(chǎn)商被吸引至移動(dòng)平臺(tái)上來(lái)。到底是什么使移動(dòng)游戲如此流行？劉曉光認(rèn)為真正原因還是用戶體驗(yàn)。如果對(duì)比2010年狂野飆車的界面和2013年狂野飆車8的界面，渲染、背景，儼然是兩個(gè)時(shí)代的產(chǎn)品。

高通的處理器不僅僅是面向高端領(lǐng)域，從低端入門到高端的產(chǎn)品均有涉獵，從低到幾百元的智能手機(jī)，到最高端的智能手機(jī)，大多數(shù)用的都是高通驍龍芯片。高通驍龍芯片有四個(gè)特點(diǎn)，提供最完整的單芯片解決方案，有強(qiáng)大的圖形處理器，以及異步對(duì)稱多處理（aSMP）CPU架構(gòu)，這是現(xiàn)在很多芯片所不具備的。

在CPU構(gòu)架方面，高通在移動(dòng)領(lǐng)域上是唯一支持異步對(duì)稱多處理架構(gòu)的公司。留意一下關(guān)于手機(jī)芯片的新聞你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，有很多性能比較高的芯片進(jìn)入市場(chǎng)，但是為什么在手機(jī)上很少見(jiàn)呢？那是因?yàn)?strong>高性能并不是全部，高性能和低功耗相結(jié)合才是剛需。異步處理器，在性能和功耗能效上具備最佳平衡，只有異步處理器，才能保證當(dāng)手機(jī)忙的時(shí)候，讓所有的核都工作起來(lái)，讓手機(jī)性能達(dá)到最高，但是手機(jī)空閑的時(shí)候，不同的CPU可以單獨(dú)工作，讓功耗降至最低。

“在SoC嵌入式GPU領(lǐng)域，高通市場(chǎng)份額第一，占有32.3%的市場(chǎng)份額，Nvidia占1.4%，剩下的48家廠商則占66.3%”劉曉光表示，“GPU在移動(dòng)領(lǐng)域發(fā)展非常迅速，甚至超過(guò)了整個(gè)PC領(lǐng)域。高通在短短幾年內(nèi)，從最早的GPU的Adreno A200開(kāi)始到現(xiàn)在最新的Adreno A420的處理器，將其整體性能提升了65倍?！?/p>

觀眾現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)采用高通技術(shù)的平板電腦

基于OpenGL ES 3.0進(jìn)行優(yōu)化

高通不僅支持從DX9.3到DX11.1版本，也是全球第一個(gè)支持OpenGL ES 2.0和OpenGL ES 3.0的芯片，并在GDC上宣布支持OpenGL ES 3.1。

以實(shí)例化幾何渲染（Instaced Geometry Rendering）為例，大家繪制比較復(fù)雜的圖形時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到一些需要重復(fù)渲染的小元素，比如說(shuō)天上的鳥(niǎo)，地上的螞蟻等類似場(chǎng)景，以前需要對(duì)它們逐一渲染，這會(huì)占用很多CPU資源，非常耗電。而現(xiàn)在繪制一個(gè)實(shí)例，GPU可以一次渲染多個(gè)類似對(duì)象，這讓游戲繪制流暢很多。

對(duì)于OpenGL ES 3.0的遮擋查詢（Occlusin Queries）方面。我們?cè)谝苿?dòng)設(shè)備做事情講的最多的就是提高效率，我們也想了很多方法來(lái)提高效率，比如說(shuō)有景深的畫面，如果前面的元素遮擋了后面的元素，那么后面的元素是不需要渲染的。而這在以前開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要全部渲染出來(lái)，做了許多無(wú)用功。我們用遮擋查詢，可以讓繪圖效率達(dá)到最高，通過(guò)查詢簡(jiǎn)單的查詢，可以判斷邊界是否被遮擋，比如在做鏡頭光暈效果時(shí)，可以查詢太陽(yáng)是否可見(jiàn)，并且只渲染鏡頭光暈。

另外高通對(duì)陰影PCF做了很多優(yōu)化，讓整個(gè)陰影更加的流暢，包括延遲著色和光照，對(duì)于幾何物體，在第一遍著色時(shí)就會(huì)被渲染，在第二遍著色時(shí)，只有在有光照的情況下才會(huì)最終被渲染成像素。可以說(shuō)，OpenGL ES 3.0開(kāi)啟了移動(dòng)領(lǐng)域的延遲光照，這需要GPU支持多渲染目標(biāo)和浮點(diǎn)紋理?！拔覀兛梢酝瑫r(shí)對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行渲染，我們的浮點(diǎn)紋理處理性能也非常高。”劉曉光表示。

很多開(kāi)發(fā)者可能都有過(guò)這樣的體會(huì)，當(dāng)你做紋理壓縮的時(shí)候，OpenGL ES 2.0就是個(gè)惡夢(mèng)，直到3.0定義了紋理壓縮格式?！跋Ｍ蠹冶M快遷移到3.0版本，因?yàn)镺penGL 2.0做游戲，要針對(duì)不同的GPU做不同的紋理壓縮包。不是讓應(yīng)用體積增大，就是需要你在用的時(shí)候下載不同的擴(kuò)展包。對(duì)于小白用戶來(lái)說(shuō)，他不知道自己的手機(jī)是什么樣的，也不知道，這個(gè)游戲是不是為他所用的設(shè)備生產(chǎn)的，有那么多的下載資源，如果游戲下載到手機(jī)上，發(fā)現(xiàn)沒(méi)法玩的時(shí)候，受害最大的還是開(kāi)發(fā)者，如果遷移到3.0上的話，這些問(wèn)題就迎刃而解了?！?/p>

對(duì)GPU的歷史熟悉的朋友肯定知道，以前GPU曾有兩派，一種是可編程單元式頂點(diǎn)著色器和像素著色器用不同的單元做，另一種則是同一單元可以做頂點(diǎn)著色，也可以做像素著色。各有各的好處，到移動(dòng)領(lǐng)域，最優(yōu)解是同樣的處理單元可以做不同的工作?，F(xiàn)在GPU畫圖時(shí)，如果頂點(diǎn)處理的任務(wù)和像素處理的任務(wù)，并沒(méi)有完全充分利用到現(xiàn)在的處理單元的話，有一部分單元是空閑的。在移動(dòng)領(lǐng)域最不容忍的就是浪費(fèi)效率和浪費(fèi)能耗。

廣泛支持引擎中間件

高通跟很多游戲引擎中間件都有合作，包括包括游戲引擎Unity、Unreal、CryENGINE、Unigine，物理引擎Box2D、havok、Bullet，音頻引擎FMOD、SRS、Dolby、Wwise，以及高級(jí)渲染引擎Lighting Engine、Enlighten、ALG、Procedural Texturing，讓開(kāi)發(fā)者無(wú)需接觸GPU開(kāi)發(fā)，可以直接通過(guò)這些引擎達(dá)到GPU優(yōu)化的目的。

高通針對(duì)第三方引擎我們做了很多優(yōu)化，首先是渲染和用戶界面，讓游戲引擎針對(duì)我們的GPU進(jìn)行優(yōu)化，包括最新的API調(diào)用，以及GPU的特性。針對(duì)物理和AI的引擎，則讓它充分利用到高通GPU的多線程的特性，并且讓它利用高效的處理單元，甚至DSP以最低功耗最快的速度處理你需要的數(shù)據(jù)。在視頻和音頻方面，讓解碼器用DPS，把最完美的圖像做出來(lái)。高通芯片支持所有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在LTE Cat6的下載速度可以達(dá)到300Mbps的水平，通過(guò)與游戲引擎公司合作，讓他們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)層面進(jìn)行充分優(yōu)化，讓需要聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用或游戲網(wǎng)絡(luò)延遲更小。

Unity CEO參觀高通展位

多種工具助力開(kāi)發(fā)及優(yōu)化

高通為開(kāi)發(fā)者提供了Adreno的SDK和調(diào)試工具Adreno Profiler。Adreno SDK在桌面上可以模擬OpenGl ES，高通有實(shí)例和教程，可以掌握OpenGL ES的用法。調(diào)試工具對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)非常必要，它能夠?qū)PU的利用率進(jìn)行細(xì)致分析。同時(shí)，高通還有工具庫(kù)，幫開(kāi)發(fā)者做紋理壓縮和混合優(yōu)化。

大家在開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能會(huì)碰到各種各樣的問(wèn)題，以前靠猜問(wèn)題出在哪兒，甚至走很多彎路。Adreno GPU分析器，它有兩種模式，一個(gè)是“洗滌器模式”，在一幀里著色紋理，所有調(diào)用信息實(shí)時(shí)進(jìn)行處理，讓你知道繪制這個(gè)圖的時(shí)候，你的程序給GPU下了什么指令，GPU做的動(dòng)作是什么。另外一個(gè)是“繪圖器模式”，實(shí)時(shí)監(jiān)視并分析所有數(shù)據(jù)，包括每種3D場(chǎng)景，GPU調(diào)用的實(shí)施情況，你可以從中知道GPU是否在想要的狀態(tài)下工作。

高通驍龍覆蓋低端、中端、高端移動(dòng)終端。高通和Unity一起基于高通處理器對(duì)Unity 4.3做了優(yōu)化，大家可以享受高通處理器優(yōu)化的功能。同時(shí)，高通還未為開(kāi)發(fā)者提供工具和文檔，節(jié)約開(kāi)發(fā)時(shí)間。劉曉光表示，對(duì)于優(yōu)秀的頂級(jí)廠商，還有應(yīng)用開(kāi)發(fā)商，高通還會(huì)為大家的應(yīng)用提供更多的展示機(jī)會(huì)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的开发中的“软”与“硬”：高画质移动游戏开发之道的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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