一款基于幀捕捉的開源圖形調(diào)試器應(yīng)用設(shè)計(jì)

作者：Dev Tech

如果你是一名圖形開發(fā)者，那么你很可能在某個(gè)項(xiàng)目中遇到過RenderDoC，它是一款圖形調(diào)試器，幫助很多開發(fā)者節(jié)省了大量的時(shí)間，現(xiàn)在，RenderDoC在PowerVR上獲得了支持，并且也支持 PVRTC壓縮格式。

RenderDoC是什么？

RenderDoc是一款基于幀捕捉的開源圖形調(diào)試器，它遵從MIT協(xié)議，涵蓋了一系列的圖形API和開發(fā)平臺(tái)：Vulkan、D3D11、D3D12、OpenGL、OpenGL ES以及Windows 7/10、Linux和安卓等操作系統(tǒng)。

RenderDoc起初是一個(gè)業(yè)余項(xiàng)目，僅支持Windows和D3D11，對(duì)于游戲開發(fā)者來說，RenderDoc天生就是一款可靠的調(diào)試器，它一直關(guān)注于實(shí)際的應(yīng)用案例、直觀的工作流程并且不斷滿足開發(fā)人員的要求。隨著時(shí)間的推移，它逐漸擴(kuò)展到支持更多的API和平臺(tái)上，目前該軟件的作者與Valve Software公司達(dá)成合約全職開發(fā)這個(gè)項(xiàng)目。

最新推出的V1.0版本增加了很多新的特性，因?yàn)?a href="http://www.ttokpm.com/tags/三星/" target="_blank">三星和谷歌提供的幫助，安卓平臺(tái)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)OpenGL ES和Vulkan的支持。

RenderDoc的操作與PVRTrace非常的相似，它們都是采集每幀數(shù)據(jù)用于調(diào)試，PVRTrace適合調(diào)試多幀數(shù)據(jù)，RenderDoc則非常適合檢查每一幀的細(xì)節(jié)。因此這些工具在使用時(shí)無疑是互補(bǔ)的。

紋理查看器選項(xiàng)：在這個(gè)視圖中你可以查看所有輸入和輸出紋理，同時(shí)也包括了PVRTC?，F(xiàn)在還提供了疊加層，支持所有的mip層、紋理分片和表面。

具體特性都包括哪些？

RenderDoc包括非常多有用的特性，尤其在分析圖形應(yīng)用時(shí)起到了非常大的幫助。

? 靈活的紋理查看器，包括不同可見范圍、通道以及子資源的查看。同時(shí)支持復(fù)雜的自定義著色器實(shí)現(xiàn)可視化的紋理打包或解碼。
? 網(wǎng)格查看器展示了頂點(diǎn)流的輸入和輸出，通過可視化選項(xiàng)來查找選擇具體要檢查的頂點(diǎn)資源。
? 有組織的管道狀態(tài)視圖，能夠監(jiān)測不同類型的資源。
? 著色器編輯，可以替換不同的著色來查看對(duì)于數(shù)據(jù)幀的影響。
? 統(tǒng)一資源查看器，鏈接資源到UI，以及查看所涉及到的API調(diào)用。
? 運(yùn)行調(diào)試特性，比如書簽、資源重命名，使項(xiàng)目案例能夠自動(dòng)保存，通過注釋能夠定位到具體的問題。
? 為渲染對(duì)象調(diào)試不同的圖層，可以顯示哪些像素通過或失敗，比如深度、模板或背面消除等，以便能夠快速的診斷問題。
? 導(dǎo)出緩存、網(wǎng)格和紋理數(shù)據(jù)到文件，可借助外部工具進(jìn)一步檢查。
? 深度Python腳本能夠訪問所有UI上提供的數(shù)據(jù)，控制整個(gè)分析過程。

關(guān)于RenderDoC的完整使用說明可以詳細(xì)查看應(yīng)用文檔。

Imagination科技與RenderDoc

如上文所述，PVRTC是PowerVR和iOS設(shè)備上的實(shí)際格式，目前RenderDoc也開始支持這種格式。

PVRTC已經(jīng)獲得虛幻4、Unity、CryEngine和Lumberyard等游戲引擎的支持。Imagination已經(jīng)與RenderDoc的開發(fā)者展開合作增加Vulkan對(duì)PVRTC紋理支持、選擇PowerVR設(shè)備來測試RenderDoc，確?？煽康氖褂皿w驗(yàn)，一些用于測試的設(shè)備包括：

? 魅族 Pro 7 Plus
? 宏碁 Iconia One 10 B3-A40
? 宏碁 Chromebook R13

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PVRTC

PVRTC是PowerVR系列專有的紋理壓縮方案，提供每個(gè)像素4或2比特的顏色數(shù)據(jù)壓縮（4/2bpp）。它使用插值和調(diào)制方案來壓縮紋理數(shù)據(jù)，紋理數(shù)據(jù)被編碼為兩幅低分辨率的圖像，以及全分辨率、低比特精度的調(diào)制信號(hào)。更多關(guān)于這個(gè)壓縮技術(shù)的具體信息可以查看白皮書：使用低頻信號(hào)調(diào)制實(shí)現(xiàn)紋理壓縮。

目前PVRTC已經(jīng)分為兩代，PVRTC1和PVRTC2都支持4bpp和2bpp壓縮比，它們大體上相似，但是PVRTC2有其他的優(yōu)勢(shì)：

? 圖像質(zhì)量：一般來說，相比PVRTC1，PVRTC2將提供更好的圖像質(zhì)量，在色彩大面積不連續(xù)的圖像中，不需要紋理處理技術(shù)比如邊界擴(kuò)展，圖像質(zhì)量將顯著提高。在skybox中的圖像邊界也不再需要了，而且非貼片的紋理也會(huì)有很大的改善。這主要是因?yàn)樘砑恿藢ｉT的模式來處理紋理部分之間的高對(duì)比區(qū)域。

? 無二次冪限制維度：PVRTC2為開發(fā)者提供了任意大小的NPOT（無二次冪限制）紋理，它是一個(gè)沒有維度的紋理，不需要限制在二次冪范圍內(nèi)。

? 子紋理（Sub-texturing）：與PVRTC1不同，sub-texturing僅在PVRTC2中支持，提供數(shù)據(jù)字邊界（分別適用于PVRTC2 4bpp或2bpp的4x4或8x4）。這將會(huì)進(jìn)一步支持應(yīng)用程序的紋理映射等技術(shù)，應(yīng)該注意的是，這需要在要替換紋理的各部分啟動(dòng)硬轉(zhuǎn)換標(biāo)志模式。

PVRTC在相同的數(shù)據(jù)內(nèi)存中支持不透明（RGB）和半透明（RGBA）紋理（不像其他格式比如S3TC等需要額外的數(shù)據(jù)來支持一個(gè)完整的alpha通道）。PVRTC具備競爭力的壓縮比率（4bpp或2bpp）同時(shí)提供非常高的圖像質(zhì)量，與未壓縮的32位像素紋理相比這表示節(jié)省內(nèi)存空間比達(dá)到8:1或16:1。Alpha通道數(shù)據(jù)是在每個(gè)數(shù)據(jù)字基礎(chǔ)上編碼的，因此完全不透明的紋理部分就不需要對(duì)Alpha通道信息進(jìn)行不必要的編碼了。

在PVRTC中，數(shù)據(jù)范圍可達(dá)到64位的字，每個(gè)數(shù)據(jù)都包括低分辨率圖像和4x4或8x4調(diào)制數(shù)據(jù)中的某一個(gè)像素。與傳統(tǒng)基于塊的格式不同，PVRTC使用相鄰的數(shù)據(jù)字來重建原始圖像，而前者使用單個(gè)塊的內(nèi)容來重建紋理上的像素點(diǎn)（texel），因此，與基于塊的壓縮技術(shù)相比，這將會(huì)帶來相當(dāng)可觀的視覺增強(qiáng)。