ocos背后黑科技 華為HMS Core CG Kit延遲渲染管線應(yīng)用解析

2021年9月4日，在「Cocos 開發(fā)者沙龍」深圳站現(xiàn)場，華為 HMS Core CG Kit重磅亮相。

作為 Cocos 引擎合作伙伴，華為 HMS Core CG Kit在 Cocos Creator v3.1版本中實(shí)現(xiàn)了移動端可落地的延遲渲染管線。上個(gè)月底，隨著 Cocos Creator 3.3 正式發(fā)布，雙方再次刷新延遲渲染管線技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐。

基于 Cocos Creator 3.3，Cocos 引擎制作了一款賽博朋克風(fēng)格的 3D 渲染效果技術(shù)演示Demo，集成了華為HMS Core CG Kit與 Cocos 引擎第一階段合作的所有成果。在CG Kit延遲渲染技術(shù)的助力下，Cocos 引擎憑此Demo刷新了業(yè)界對其 3D技術(shù)能力的認(rèn)知，獲得了游戲開發(fā)者的廣泛認(rèn)可。

在沙龍活動上，華為海思GPU團(tuán)隊(duì)詳解了Demo中對延遲渲染管線的應(yīng)用，并系統(tǒng)介紹了華為 HMS Core CG Kit的功能與優(yōu)勢。

01賽博朋克Demo背后的黑科技延遲渲染管線帶來多光源計(jì)算效率提升

「賽博朋克」是一種類科幻電影的風(fēng)格，色調(diào)以充滿科技感的洋紅和藍(lán)色為主，整體對比度高，著重突出光源之間的色彩對比；且通常采用街頭霓虹燈、街排標(biāo)志性廣告以及高樓建筑等畫面，視覺沖擊力極強(qiáng)。電影《銀翼殺手》《頭號玩家》、以及今年上半年爆火的PC游戲《賽博朋克2077》等，都是「賽博朋克」風(fēng)格的典型代表。但因場景復(fù)雜、光源豐富、色彩絢麗，賽博朋克世界的搭建并不簡單，若要在游戲引擎中實(shí)現(xiàn)這樣的畫面，需要非常強(qiáng)大的渲染技術(shù)。

而 Cocos 引擎之所以選擇賽博朋克作為此次Demo的主題，恰恰是因?yàn)樗墓馕廴撅L(fēng)格，適合放進(jìn)去大量的光源，能夠更好地體現(xiàn)引擎的渲染能力。從實(shí)際的Demo演示效果中，我們可以看到，其多光源渲染效果非常驚人，帶來媲美真實(shí)世界的霓虹效果、絢麗的光照色彩、和細(xì)膩的細(xì)節(jié)渲染。

得益于華為HMS Core CG Kit的延遲渲染管線，Cocos Creator 在多光源計(jì)算方面獲得了極大的效率提升，可以加入更多的光源豐富游戲世界的色彩。據(jù)華為海思GPU團(tuán)隊(duì)介紹，使用傳統(tǒng)的延遲渲染管線，游戲性能可以從30+FPS提升到50+FPS，而經(jīng)過CG Kit高性能延遲渲染管線優(yōu)化，游戲畫面可以穩(wěn)定在60FPS，提升達(dá)到40%以上。在增加光源數(shù)量時(shí)，性能提升效果會更加明顯。

同時(shí)，在CG Kit高性能算法加持下，賽博朋克Demo能夠呈現(xiàn)出更加炫酷的效果。

Occlusion Culling（場景剔除算法），可以根據(jù)遮擋關(guān)系剔除不必要的物體繪制，大大減少了冗余Draw Call的繪制，為大場景/重負(fù)載游戲助力。

SSPR（平面反射算法），可以助力實(shí)現(xiàn)游戲中的水面反射等效果，單幀耗時(shí)小于2ms，在移動端上也可以流暢運(yùn)行。

Bloom（泛光算法），可以在發(fā)光物體的邊緣做模糊處理，使其更符合人眼看到的場景；同時(shí)可以減少帶寬，釋放更多性能。

Cluster Light Culling（三維體素光源剔除），針對傳統(tǒng)Tile-based Light Culling存在的深度不連續(xù)問題，在Z方向上對視錐體進(jìn)行了分割，大大提升了光源剔除的準(zhǔn)確性，同時(shí)節(jié)省了Pre-Z pass的開銷，讓有限的計(jì)算資源支持更多的光源效果。

02華為海思GPU團(tuán)隊(duì)將與 Cocos 深化合作釋放更大的圖形渲染性能

HMS Core CG Kit即華為圖形計(jì)算服務(wù)（HUAWEI Computer Graphics Kit），是華為海思GPU團(tuán)隊(duì)開發(fā)的一套對外開放的能力合集。CG Kit基于Vulkan提供一套高性能的圖形計(jì)算服務(wù)，包括高性能的渲染框架，圖形渲染組件，以及前沿計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)相結(jié)合的技術(shù)研究成果，具有簡單易用、深度駐場、軟硬垂直優(yōu)化的優(yōu)勢。

從 Cocos Creator v3.1版本延遲渲染管線技術(shù)首次落地，到 Cocos Creator 3.3中賽博朋克Demo的極致應(yīng)用，華為HMS Core CG Kit與 Cocos 引擎的合作為游戲開發(fā)行業(yè)展現(xiàn)了創(chuàng)新技術(shù)的無限可能。據(jù)華為海思GPU團(tuán)隊(duì)介紹，未來華為HMS Core CG Kit將持續(xù)深化與 Cocos 引擎的合作，持續(xù)挖掘 Vulkan 極限渲染能力，釋放更大的圖形渲染性能，提升渲染效率，深入優(yōu)化延遲渲染管線的內(nèi)存和帶寬使用，讓延遲渲染管線可以在更多設(shè)備上以高性能運(yùn)行。

隨著游戲玩家對畫質(zhì)的要求不斷提高，游戲畫面的精美程度和復(fù)雜場景下的渲染流暢度，已然成為游戲開發(fā)者在競爭中取勝的關(guān)鍵。華為海思GPU團(tuán)隊(duì)將在硬件、系統(tǒng)和驅(qū)動層面持續(xù)優(yōu)化，將更多新特性開放給引擎開發(fā)者，助力開發(fā)者抓住高品質(zhì)手游時(shí)代的機(jī)遇，開發(fā)出視覺效果更炫酷、操作體驗(yàn)更流暢的手游產(chǎn)品。

編輯：jq