5月18日，Qualcomm在北京舉行Qualcomm驍龍游戲與圖形開(kāi)發(fā)者研討會(huì)。Qualcomm創(chuàng)新工程中心高級(jí)工程總監(jiān)Zack Zhou、Qualcomm工程師兼經(jīng)理文艷山、Qualcomm? CDMA Technologies （QCT） 芯片部高級(jí)內(nèi)容組高級(jí)工程師李娟、Qualcomm資深工程師張濤，在現(xiàn)場(chǎng)為開(kāi)發(fā)者們分享了Qualcomm Adreno GPU框架特性、移動(dòng)游戲性能與功耗優(yōu)化技巧，以及3D效果渲染技巧等話題。

Qualcomm創(chuàng)新工程中心高級(jí)工程總監(jiān)Zack?Zhou

今天嘉賓們主要分享了基于Adreno4系列的圖形渲染、性能優(yōu)化等話題。Zack首先分享了一個(gè)數(shù)字：1萬(wàn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年，全國(guó)有大約1萬(wàn)多款手機(jī)游戲上市，出現(xiàn)這種井噴現(xiàn)象主要?dú)w因?yàn)閮牲c(diǎn)，一方面是移動(dòng)游戲市場(chǎng)日趨成熟，而且手機(jī)終端銷量的劇增也進(jìn)一步擴(kuò)大了市場(chǎng)；另一方面，手機(jī)GPU的性能得到了提升，可以實(shí)現(xiàn)更多功能，這讓更多游戲開(kāi)發(fā)商能更容易地將現(xiàn)有游戲移植到移動(dòng)端上。

Adreno 4系列也分高中低端，有405、420、430。雖然他們的性能效果不一樣，但優(yōu)化方式和整體架構(gòu)非常相似。Zack在上午的分享中主要談到了兩點(diǎn)：Tiled渲染架構(gòu)和動(dòng)態(tài)Flex Render技術(shù)。

Tiled渲染其實(shí)就是指，在渲染游戲畫面時(shí)，將畫面分割為一個(gè)個(gè)小塊，逐一進(jìn)行渲染，而不是像傳統(tǒng)地對(duì)畫面整體做渲染。這樣做的好處是，它可以最大限度地減少不必要的主機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)流量，可以降低功耗。當(dāng)游戲的Draw Call過(guò)多時(shí)，肯定會(huì)讓功耗增大，而這時(shí)芯片的溫控機(jī)制會(huì)開(kāi)始起作用，限制其性能的發(fā)揮，這就會(huì)出現(xiàn)我們?？吹降目D、Crash等現(xiàn)象。Tiled渲染可以避免這種情況。同時(shí)，Adreno可以根據(jù)畫面的復(fù)雜度，在Tiled渲染和直接渲染之間動(dòng)態(tài)切換，這就是Flex Render技術(shù)。

在下午的分享中，Zack給開(kāi)發(fā)者們分享了一些性能優(yōu)化和功耗優(yōu)化的建議。首先就是減少工作量。對(duì)于中低端手機(jī)來(lái)說(shuō)，1280×720是比較合理的圖像選擇，這個(gè)分辨率也同樣適用于高端機(jī)型。在處理反射、折射等特效的時(shí)候，可以使用1/2分辨率甚至更小的buffer，它仍然可以產(chǎn)生極好的效果。

第二點(diǎn)就是減少Draw Call，因?yàn)槊總€(gè)Draw Call都會(huì)增加CPU的工作量，每一幀有50個(gè)Draw Call并不會(huì)帶來(lái)影響，但是每一幀有500個(gè)Draw Call時(shí)則會(huì)大幅影響游戲性能。同時(shí)，當(dāng)多個(gè)物體使用同樣的Shader和圖形狀態(tài)時(shí)，可以放在同一批進(jìn)行處理，這樣可以減少Draw Call的數(shù)量。第三點(diǎn)就是減少數(shù)據(jù)帶寬的使用，比如使用紋理壓縮、使用mipmap等。

Qualcomm工程師兼經(jīng)理文艷山

文艷山在上午的演講中，分享了3D圖形在Adreno中從頂點(diǎn)處理、頂點(diǎn)裝配、像素處理，到測(cè)試、混合的過(guò)程。同時(shí)，他還進(jìn)一步介紹了Tiled渲染的特點(diǎn)與原理。

有限的幀緩沖區(qū)帶寬和更低的功耗要求，使得Tiled渲染成為更為有效的方式。在GPU內(nèi)部有一個(gè)獨(dú)立的快速緩存叫GMEM。每個(gè)圖像都會(huì)被分割為一個(gè)個(gè)小的bin（Qualcomm內(nèi)部將這些被分割成一個(gè)個(gè)方塊的圖像稱為bin）。bin的大小由GMEM的大小除以渲染目標(biāo)的格式（包括深度緩存的格式）和大小來(lái)決定。軟件會(huì)為每個(gè)bin創(chuàng)建一個(gè)三角形“可見(jiàn)性數(shù)據(jù)流”。渲染過(guò)程會(huì)利用可見(jiàn)性數(shù)據(jù)流來(lái)繪制可見(jiàn)的像素點(diǎn)。每個(gè)bin的所有像素都被畫到GMEM中，GPU會(huì)降GMEM中混合好的像素，以一個(gè)整體的形式寫回到系統(tǒng)內(nèi)存的幀緩沖區(qū)中，這叫做一次“Resolve”。

Qualcomm芯片部高級(jí)內(nèi)容組高級(jí)工程師李娟

李娟分享了Adreno

SDK、Adreno SDK Texture Tools、Visual

Studio、驍龍LLVM編譯器等了相具體功能特性。Qualcomm為游戲開(kāi)發(fā)的編程、模擬、編譯、部署、分析等每一個(gè)環(huán)節(jié)都提供應(yīng)的開(kāi)發(fā)與優(yōu)化工具。以Adreno SDK Texture Tools為例，它提供了以下特性：

并排觀察原始圖像和被壓縮或解壓縮后的圖像

比較原始圖像和被壓縮或解壓縮后圖像的不同點(diǎn)

從中挑選16種壓縮類型，包括ETC，ASTC

保存圖片成KTX或DDS格式

許多壓縮和非壓縮紋理格式之間轉(zhuǎn)換的實(shí)用工具

跨平臺(tái)庫(kù)和API支持

減少內(nèi)存帶寬需求

嘗試不同的壓縮和位深

找到最佳尺寸和視覺(jué)效果

Qualcomm資深工程師張濤

張濤分享了如何繪制渲染皮膚、衣服布料、毛皮等材質(zhì)，以及景深、玻璃扭曲等光影特效。

以皮膚為例，皮膚渲染是實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的難題之一。一方面這是因?yàn)槠つw光照的復(fù)雜性；另一方面，觀察者對(duì)皮膚太熟悉了，一旦結(jié)果看起來(lái)“不像”他們就很難接受。關(guān)于皮膚的光照模型有幾個(gè)，比如Hanrahan和Krueger在1993年的Siggraph上首次將皮膚進(jìn)行分層模擬計(jì)算光照反射。他們的方法看起來(lái)非常逼真，但是每個(gè)光照計(jì)算需要100個(gè)指令，這對(duì)于實(shí)時(shí)的要求來(lái)說(shuō)太昂貴了。

在這個(gè)例子中，我們展示一個(gè)經(jīng)過(guò)優(yōu)化過(guò)的皮膚渲染算法，它可以運(yùn)行在移動(dòng)設(shè)備上。這個(gè)技術(shù)通過(guò)在陰影區(qū)域的漫反射中加入暖色調(diào)來(lái)逼近次表面散射。我們?cè)诼瓷溆?jì)算中加入Minnaert光照項(xiàng)，這是非常關(guān)鍵的一步，它使得皮膚看起來(lái)柔嫩，最后我們通過(guò)加入鏡面高光使皮膚看起來(lái)富有光澤。