在剛剛過去的Unite北京年度盛會上，安謀科技中國（Arm China）有幸能與廣大開發(fā)者一起管窺最新的圖形技術(shù)，并現(xiàn)場把玩趣味橫生的XR技術(shù)演示，共有300多位熱心觀眾親臨了我們的技術(shù)專場，加上不計其數(shù)的展臺訪客 ，不僅帶來了超越預(yù)期的人氣，也留下了許多寶貴見解。

近些年來，中國的移動游戲市場，史無前例地高速發(fā)展，在這里，我們看到一個又一個奇跡地誕生，而其中多半，都離不開Unity引擎和它背后充滿活力的開發(fā)者社區(qū)，每年的Unite的大會，更是一個真正的焦點時刻，將五湖四海的業(yè)界豪杰，聚于一堂，碰撞出技術(shù)和商務(wù)的火花。Arm也都非常有幸，在過去的這么多年里，能同Unity一起不斷見證并助力于移動游戲產(chǎn)業(yè)的茁壯成長。

時至今日，從市場規(guī)模和用戶數(shù)量來看，移動游戲已遠超包括PC和主機平臺在內(nèi)的任何其他游戲形式，而在此其中，具備高度擬真圖形效果的游戲，慢慢憑借著自己的品質(zhì)優(yōu)勢脫引而出。

在亞太地區(qū)，大約90%以上的移動設(shè)備都是采用Arm架構(gòu)，并且其中大多數(shù)又同時配備了Arm的Mali GPU，輔以Arm出色的硬件基礎(chǔ)，調(diào)試工具，以及開發(fā)技巧，絢麗的圖像效果不再只是高端機型的專利，開發(fā)者可以把自己卓越的創(chuàng)意，毫無障礙地帶給幾乎所有的玩家，從而獲得過去難以想象的成功機會。

主流（中端）移動平臺上的極速后處理特效

仔細觀察，不難發(fā)現(xiàn)，上面4幅實時渲染畫面在視覺效果上的差異，上排兩張是沒有加入Bloom效果的原始畫面，人物盔甲以及地面金屬材質(zhì)的表現(xiàn)力差強人意，而下面兩幅經(jīng)過優(yōu)化的畫面，不僅在關(guān)鍵元素上光芒四射，而且還能在絕大多數(shù)移動平臺上穩(wěn)定運行于60 FPS高幀率之下。

這幾張畫面截取自Arm重要的游戲生態(tài)戰(zhàn)略合作伙伴： Nordeus開發(fā)的3A級移動大作Spellsouls（目前還在內(nèi)測階段，尚無正式的中文名，坊間有愛好者稱之為 “魔法戰(zhàn)魂” ）。Nordeus是一家來自塞爾維亞首都貝爾格萊德的獨立游戲工作室，而Spellsouls是其代表性的作品之一，在近年來的GDC和UNITE大會上，他們都不時與開發(fā)者無私分享自己的寶貴經(jīng)驗。

Nordeus與Arm常年保持在移動游戲優(yōu)化方面，深入而緊密的協(xié)作，我們也期望在中國孵化更多這樣的生態(tài)合作典范。

定制化Forward+渲染路徑：

為了能在最多的設(shè)備上，以最高渲染質(zhì)量，流暢運行于60幀，Nordeus在Spellsouls里創(chuàng)新性地使用了Forward+的渲染方式，從而最大地發(fā)揮移動GPU的Tiled Based架構(gòu)優(yōu)勢（而Mali GPU就是典型的TB架構(gòu)）。出于眾所周知的原因，將PC和主機平臺上成熟高效的Deferred Rendering技術(shù)直接應(yīng)用于移動平臺，仍然是不太現(xiàn)實的選項，而傳統(tǒng)的Forward渲染也存在著一定局限性，其運算復(fù)雜度會隨著光源數(shù)量與場景復(fù)雜度，急速上升而幾乎無法處理4個甚至更少的動態(tài)光源。

而在這個游戲里，暗黑真實系的基調(diào)，以及大量高反射材質(zhì)急需出色的光照效果來烘托氣氛，幸運的是開發(fā)者能開拓性地實現(xiàn)Forward+渲染路徑，輔以合適的光源屬性，數(shù)量，與范圍設(shè)置，從而圓滿解決了這個大問題。

關(guān)于Forward+在移動端的實現(xiàn)，特性，實現(xiàn)技巧，Arm正計劃在不久的將來，推出一系列的深入的主題，結(jié)合生動的實例加以探討，敬請各位期待。

效果和性能間的精妙平衡

現(xiàn)場的聽眾一定還記得，整個演講是以一種倒敘的手法，把整個游戲的優(yōu)化過程娓娓道來，在此我們就不再賣關(guān)子了。

在整個游戲的性能優(yōu)化過程中， 選擇合適的貼圖分辨率，包括地形，光照貼圖等，雖然都是些不大起眼，也不高深的舉措，卻也收效顯著，為整體的FPS提升出力不少，即使在打開了PBR的前提之下，仍能讓開發(fā)者在最終階段，有足夠的渲染算力預(yù)算，用于能做到很高效但也不會完全免費的后處理上。

這里需要特別指出的是，很多開發(fā)者可能誤認為，PBR就是高端旗艦平臺的專屬，殊不知只要實現(xiàn)得當，千元機也一樣可以有。

高度優(yōu)化的Blur實現(xiàn)方法

Spellsouls采用了上圖可比標準高斯模糊提速14倍的超高效Blur方法，由Arm在2015年發(fā)表。簡單來說這個技巧就是，通過先期不斷縮小目標圖像，后期再次放大，并與此同時交替進行水平或垂直方向的快速像素混合操作，來大大減少整體所需的像素操作運算量，性能比起經(jīng)典算法有了質(zhì)的提升。

歡迎大家讀過之后，也能在自己的項目里大膽采用，有任何問題或發(fā)現(xiàn)都請隨時與我們?nèi)〉寐?lián)系！(Nathan.Li@arm.com)

靈活使用預(yù)烘培與廣告牌

// Vertex shader

floatlightObjCameraAlignment = dot(objToCam, reftLightDir);

halfalignmentFactor = clamp(lightObjCameraAlignment, 0.0, 1.0);

// Fragment shader

halfbloom = rawGlossMap.a;

finalColor += finalColor * bloom * i.alignmentFactor * _BloomStrength;

在Spellsouls里，采用了在游戲制作階段，就把Bloom map相關(guān)的信息提前生成并巧妙地存儲于相應(yīng)紋理的Alpha通道里，在游戲運行的時刻，把混合后的像素貼在一個永遠朝向攝像頭，并懸浮于角色與視窗之間的公告牌上，用上面兩個簡潔高效的shader就做出了栩栩如生的高光效果，多么巧妙！這樣做，可以既避免角色高光效果被輪廓線所局限的問題，又保證整個處理過程只要不到1毫秒！

移動游戲優(yōu)化的思路與相關(guān)工具

關(guān)于效率與效益的思考

長話短說，無數(shù)的項目已經(jīng)證明，如果要想收獲最大的效益，那么我們在一開始跳入細節(jié)之前，應(yīng)該最大限度從更高的層面上，整體把握好優(yōu)化的重點與方向，切不可做舍本逐末的虧本生意，避免把寶貴的時間與精力，過早過多地耗費于一些旁支細節(jié)的改善之上，如上圖所示請向左看。在Spellsouls這個游戲項目里，基礎(chǔ)渲染優(yōu)化后花了約16毫秒，加上超高速的后處理（<1毫秒），最后能穩(wěn)定運行在60幀。

Arm的開發(fā)者工具套件

上圖是Arm的（主要）開發(fā)者工具全家福與我們推薦給的大家的使用順序圖，原則上講我們通常都是先通過DS-5 Streamline來確定性能瓶頸所在，然后用Mali Graphics Debugger來分析應(yīng)用的行為，在最后的細節(jié)優(yōu)化階段，用Mali Offline Compiler來一步步提高Shader效率。

DS-5 Streamline本身有完全免費的Community社區(qū)版供下載使用，同時對于希望深耕的開發(fā)者，專業(yè)版的購買請直接與我們聯(lián)系。Streamline社區(qū)版在GPU分析方面可以說和專業(yè)版（可免費試用3個月）無二，只是對于一部分CPU的HW Counter（硬件計數(shù)器）有所限制。而Mali Graphics Debugger（MGD）本身就是一款免費的工具，只有Trace/Replay（錄制回放）等個別高級功能需要DS-5專業(yè)版授權(quán)來解鎖。

值得一提的是，MGD目前已經(jīng)可以在絕大多數(shù)設(shè)備上，直接運行而無需root，當然前提是開發(fā)者擁有項目源代碼，并在對應(yīng)的引擎（Unity和Unreal Engine）里打開相應(yīng)調(diào)試選項重新構(gòu)建后才能使用，如果需要調(diào)試沒有代碼的應(yīng)用APK，還是需要使用root過的設(shè)備噢。而DS-5Streamline過去是需要root并且重新編譯設(shè)備的內(nèi)核代碼，才能做有效分析的，這一限制會在不久的將來，在更多設(shè)備上被解除，從而極大地方便開發(fā)者，細節(jié)請與我們溝通。