華為HMS Core深耕游戲解決方案

2021年8月1日，華為HMS Core.Sparkle游戲應(yīng)用創(chuàng)新沙龍?jiān)谏虾Ｅe行。會(huì)上，華為HMS Core團(tuán)隊(duì)與游戲開發(fā)者們共同探討關(guān)于游戲開發(fā)的技術(shù)新風(fēng)向，為廣大開發(fā)者帶來游戲開發(fā)新思路。

如今，移動(dòng)端高性能硬件平臺(tái)普及，更高畫質(zhì)、更優(yōu)交互體驗(yàn)的移動(dòng)端游戲迎來發(fā)展新機(jī)遇。HMS Core深耕游戲解決方案，開放了具有豐富插件體系的圖形計(jì)算服務(wù)（CG Kit）、圖形分析和性能優(yōu)化工具鏈（Graphics Profiler）兩大“寶藏裝備”，進(jìn)一步助力開發(fā)者們解決技術(shù)難題，把握時(shí)代機(jī)遇，構(gòu)建移動(dòng)端高品質(zhì)游戲與應(yīng)用。

01寶藏裝備：CG Kit開放更加豐富的高性能渲染框架&插件體系

CG Kit即華為圖形計(jì)算服務(wù)（HUAWEI Computer Graphics Kit），該服務(wù)提供高性能的渲染框架、圖形渲染組件、開發(fā)工具鏈及前沿技術(shù)探索成果，具有簡(jiǎn)單易用、深度駐場(chǎng)、軟硬垂直優(yōu)化的優(yōu)勢(shì)。CG Kit開放以來，受到《天諭》手游、Cocos引擎等合作伙伴的高度認(rèn)可。（傳送門→CG Kit解讀篇）

CG Kit提供的深度圖形渲染框架是Vulkan渲染框架的最佳實(shí)踐，為開發(fā)者們提供基于Vulkan擴(kuò)展接口的多線程渲染、高階PBR渲染管線、渲染性能優(yōu)化、HDR10顯示等能力。此外，CG Kit還為開發(fā)者們提供渲染SDK、相關(guān)庫和完整技術(shù)文檔，并且隨著HMS Core 6.0的到來，CG Kit承載的插件體系也日趨豐富。目前，CG Kit開放的插件主要有體積霧、體積云、智慧流體、骨骼動(dòng)畫（腳部IK）、增強(qiáng)游戲內(nèi)拍照（截圖）、AI捏臉等。

CG Kit體積霧組件是移動(dòng)端首個(gè)基于體渲染技術(shù)的體積霧能力，可以同時(shí)滿足風(fēng)向、霧密度、透光系數(shù)等個(gè)性化的調(diào)整需求，快速實(shí)現(xiàn)高度霧、噪聲霧場(chǎng)景。通過CG Kit提供的移動(dòng)端高性能體積云插件，開發(fā)者們能夠輕松實(shí)現(xiàn)云霧結(jié)合的逼真游戲畫面。

高性能體積云插件可以幫助開發(fā)者輕松制作出真實(shí)、可定制化的云海效果。效果方面，CG Kit體積云插件支持更厚云層、更真實(shí)光照、24小時(shí)實(shí)時(shí)光照變化等效果，畫面沉浸感更強(qiáng)；支持任意視角觀看、任意角度云中穿梭，互動(dòng)性更優(yōu)；支持卡通風(fēng)格、真實(shí)風(fēng)格，支持調(diào)節(jié)透光度、細(xì)節(jié)、云朵運(yùn)動(dòng)方向及速度等，靈活性更高。性能方面，其移動(dòng)端插件包體小于400KB，在中高端機(jī)型渲染時(shí)延小于4ms，滿足移動(dòng)平臺(tái)的流暢性需求，是一款兼具旗艦效果與強(qiáng)勁性能的渲染插件。

為了進(jìn)一步提升游戲玩家的互動(dòng)感受，CG Kit還開放了很多個(gè)性化插件。其中智慧流體功能可以通過容器流體模擬營(yíng)造高真、實(shí)時(shí)交互的場(chǎng)景。骨骼動(dòng)畫的腳部IK功能可以讓虛擬角色在高低起伏的地形中貼合環(huán)境，避免角色腳部懸空。目前骨骼動(dòng)畫插件在移動(dòng)端支持60FPS高幀率，算法時(shí)延低于1ms，可以顯著提升玩家的真實(shí)沉浸感及操控感，助力游戲品質(zhì)升級(jí)。

CG Kit靜態(tài)超分組件可以實(shí)現(xiàn)游戲內(nèi)的增強(qiáng)拍照（截圖）功能，可將輸出照片分辨率提高至1440P，使手機(jī)端也能截出壁紙級(jí)精美畫面。更為貼心的是，此功能面向高端機(jī)型和中低端機(jī)型提供了不同方案。面向高端機(jī)型，該組件支持高端NPU芯片的AI超分能力，能夠顯著增強(qiáng)畫面細(xì)節(jié)，處理風(fēng)格更加細(xì)膩?zhàn)匀?。面向中低端機(jī)型，該組件支持通用的GPU芯片圖像處理超分能力（FilterSR），效果相比傳統(tǒng)超分方法有大幅改善。

針對(duì)互動(dòng)性玩法，CG Kit還提供了AI捏臉能力，能夠通過對(duì)用戶照片的人臉特征分析和屬性識(shí)別，高度還原用戶的面部特征。AI捏臉能力還支持真實(shí)感紋理貼圖，使游戲紋理融合人臉紋理，大幅提升畫面真實(shí)感。如今，高畫質(zhì)RPG游戲逐漸落地移動(dòng)端，角色捏臉是此類游戲的重要加分環(huán)節(jié)。CG Kit提供的AI捏臉能力具有集成效率高、風(fēng)格適用廣、性能表現(xiàn)出眾（中高端機(jī)型捏臉時(shí)間小于4s）的優(yōu)勢(shì)，可以幫助開發(fā)者們輕松優(yōu)化捏臉環(huán)節(jié)，打造更具差異化、更具沉浸感的高品質(zhì)RPG手游。

02寶藏裝備：Graphics Profiler攻克圖形性能調(diào)優(yōu)與性能分析難題

移動(dòng)平臺(tái)苛刻的計(jì)算消耗需求，是高畫質(zhì)手游開發(fā)者們必須攻克的重點(diǎn)難題。海思團(tuán)隊(duì)依托自身對(duì)底層硬件的充分理解，為開發(fā)者們提供了“寶藏裝備”——Graphics Profiler。Graphics Profiler是一套提供圖形分析和性能優(yōu)化能力的工具鏈，具有高度集成、數(shù)據(jù)豐富、穩(wěn)定便捷、報(bào)告清晰的優(yōu)勢(shì)。Graphics Profiler包含幀分析工具、離線性能分析和實(shí)時(shí)性能分析工具，能夠幫助開發(fā)者們調(diào)試和優(yōu)化圖形類應(yīng)用并解決渲染繪制相關(guān)問題。

性能優(yōu)化是貫穿游戲開發(fā)全程的重要環(huán)節(jié)，其效果直接影響玩家的操作感受。在性能調(diào)優(yōu)方面，Graphics Profiler提供了Overdraw工具和Simpleperf工具。Overdraw能夠統(tǒng)計(jì)一幀中同一像素被重復(fù)繪制的次數(shù)，可以幫助開發(fā)者識(shí)別過度繪制并定位GPU在Fragment階段像素處理的瓶頸問題，實(shí)現(xiàn)更具針對(duì)性的性能優(yōu)化。Simpleperf工具可以收集應(yīng)用程序中的函數(shù)級(jí)調(diào)用信息，通過熱點(diǎn)函數(shù)和調(diào)用堆棧分析應(yīng)用程序消耗的 CPU 時(shí)間和 CPU 性能瓶頸，幫助開發(fā)者高效解決調(diào)優(yōu)難題。

此外，只有深入了解底層硬件信息，才能匹配最佳的上層藝術(shù)設(shè)計(jì)。Graphics Profiler支持Device性能數(shù)據(jù)指標(biāo)，能夠準(zhǔn)確分析CPU性能數(shù)據(jù)指標(biāo)，其中包括CPU負(fù)載、CPU各核使用頻率、CPU各核頻率、CPU性能計(jì)數(shù)器；能夠分析GPU性能指標(biāo)，包括GPU頻率、GPU負(fù)載、GPU性能計(jì)數(shù)器；能夠分析Memory性能數(shù)據(jù)指標(biāo)，包括系統(tǒng)Memory使用情況、應(yīng)用APP進(jìn)行Memory使用情況、GPU Memory使用情況；能夠分析Graphics性能數(shù)據(jù)指標(biāo)，包括幀耗時(shí)FrameTime、實(shí)時(shí)幀率FPS、卡頓Jank、嚴(yán)重卡頓Big jank等。

Device性能數(shù)據(jù)指標(biāo)能力打破了硬件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與應(yīng)用開發(fā)環(huán)節(jié)間的信息差。通過Graphics Profiler，開發(fā)者們可以充分了解手游作品在不同硬件平臺(tái)上的運(yùn)行狀況，在探索前沿游戲之路上放手前行。

目前，Graphics Profiler已經(jīng)幫助多款手游解決了底層硬件信息難以獲取的問題?！锻跖聘?jìng)速》是一款競(jìng)技手游，對(duì)流暢性有非常高的要求。通過Graphics Profiler的GPU Activity功能功能，《王牌競(jìng)速》能夠以幀為單位統(tǒng)計(jì)渲染階段占比，充分了解負(fù)載分布，在追求高畫質(zhì)升級(jí)的情況下，依然為用戶提供了極佳的操作感。

CG Kit和Graphics Profiler是由海思團(tuán)隊(duì)開發(fā)的兩項(xiàng)“寶藏裝備”。海思團(tuán)隊(duì)始終抱持開放創(chuàng)新的態(tài)度，發(fā)揮自身在芯片領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累，致力于將更多易用、高效的優(yōu)質(zhì)服務(wù)開放給業(yè)界。對(duì)于廣大開發(fā)者來說，“工欲善其事，必先利其器”，不如充分借用CG Kit和Graphics Profiler的豐富能力，與海思團(tuán)隊(duì)“云攜手”，共同探索移動(dòng)端高品質(zhì)游戲的發(fā)展，賦能行業(yè)生態(tài)升級(jí)。

責(zé)任編輯：haq