[steam]研发日志技术篇（上）——如何死磕GPU
来源：花妖坊游戏网
时间： 2022-12-12 00:00:00
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土专家好，俺们是国产科幻活着RTS《异星前哨》品种咬合员，是一群热衷RTS的老炮儿，在好耍12月16日将于Steam等晒台趸售之际，俺们决策把开销经过中打照面的某些体会聚积身受给土专
土专家好，俺们是国产科幻活着RTS《异星前哨》品种咬合员，是一群热衷RTS的老炮儿，在好耍12月16日将于Steam等晒台趸售之际，俺们决策把开销经过中打照面的某些体会聚积身受给土专家。意在给海内好耍的开销条件提供某些不屑一顾提携。
是因为俺们的好耍花色是活着RTS，情节中揽括生人与数目奇伟的虫潮拓展急剧对立，从而多部门交锋是俺们要寻思的利害攸关技巧点之一。把它踵事增华拆解后，略带部门交锋，屏幕中可负有略带部门等疑阵外露在俺们脚下。
说到底，以便使《异星前哨》在商海上更有竞争力，造作人设定了“同屏十万只怪”本条看上去较为发神经的靶子。假若把本条S级的技巧难关攻城略地，另一个疑阵理合就也能攻城略地了。
十万只怪！技巧组开了一周日的会，要直达本条靶子，俺们得未遭CPU+GPU（图表安排器，显卡的着力）的另行压力。归因于雅量物体的打样，内需GPU负担。这些物体的寻路、龙争虎斗、AI等表现又内需CPU的暗箭伤人，这差点儿是一个巅峰求战。
尽管如此在商厦的任何品种《披挂坚甲利兵》现已兑现了同屏数百人龙争虎斗的大沙场，但同屏十万的难度超常当真稍加大，由此了对各项机械性能疑阵青山常在的死磕，始起下结论了某些解数，本篇根本从GPU视角的两个根本方案来谈一瞬间。
一、GPU数以百计量木偶剧特惠渲染技巧
是因为好耍中设有雅量精怪，每只精怪都内需播讲各种木偶剧，定准会对周转效率时有发生惨重反响，从而内需一种新的木偶剧渲染技巧，可知各负其责雅量的物体。
现时代显卡的机械性能三改一加强例外快，瓶颈逐月化作GPU和CPU里头的数据联机，每一次联机都内需相互之间等待，双边花天酒地巨额年华。先头的大队人马好耍揽括手游，都把压缩drawcall一言一行一个利害攸关特惠一手，归因于每一次drawcall通都大邑以致一次CPU上传数据+GPU打样的联机。此间要专注的是，并纰缪说drawcall自我效率很低，而是定规drawcall以致的数据联机效率极低，自然drawcall自我也是有花销的，能压缩是最最。
据此这次的特惠矛头是，压缩CPU与GPU的数据联机。精怪尽力而为由GPU打样，最大想必压缩数据联机，以达成高高的异步效率。知易行难，定了矛头而是再有大队人马技巧细故内需摆平。
遗俗骨头架子木偶剧暗箭伤人（CPU暗箭伤人骨头架子+GPU暗箭伤人蒙皮）
遗俗的做法是CPU比照木偶剧序列暗箭伤人此时此刻各骨头架子部位（BoneMap），自此把BoneMap传送给GPU，GPU穿越VertexShader，血肉相联各mesh极限数据，随声附和BoneMap数据以及骨头架子权重等开展插值暗箭伤人，收获新极限部位。遗俗木偶剧安排是因为内需CPU+GPU两个步子各个开展暗箭伤人，每个木偶剧物体内需次次只身一人调用打样，并且独秀一枝物体木偶剧暗箭伤人时内需在Drawcall时传送不等质料参数，节外生枝于合批快捷打样，除此而外CPU与GPU里头往往开展数据并行也会时有发生很大花销，从而俺们非得换一种解数。
贴图骨头架子木偶剧
以便将暗箭伤人挪入GPU，非得把相干数据存入显存供GPU读取，先是是美工出口的骨头架子木偶剧音尘，俺们挑挑拣拣将各骨头架子上供的木偶剧帧更动存到贴图RGBA Float格式中一言一行贴图骨头架子木偶剧文本，在VertexShader中穿越因变量tex2dlod采点博取贴图水彩数值，穿越将水彩数值转移为转换矩阵，就此与地方mesh极限等音尘，时有发生木偶剧转换。（注：在质料办起贴图采样模式时圈定point,幸免贴图采样受另外模式扰乱）
伯仲，好耍周转时，每只精怪都有谈得来的此时此刻木偶剧音尘，这些音尘也内需联机给GPU，寻思接轨的批量打样等特惠技巧，俺们竟是挑挑拣拣贴图做为载体。先将各木偶剧集如idle,run,attack转移为贴图木偶剧纹理，在将这些贴图木偶剧一言一行一个质料的各贴图康庄大道。
除此而外是因为批量打样中挨门挨户角色播讲的木偶剧第几帧以及播讲张三李四木偶剧集不确定，从而在调用draw call前，穿越CPU暗箭伤人挨门挨户部门木偶剧体系收获一张全部门mask图，图上每个像素代办一个部门，一个像素RGBA音尘记下，该部门播讲张三李四木偶剧集以及播讲第几帧。如此，一张贴图就蕴藉了总体部门的实时景象音尘，烈烈径直传吃败仗GPU，无非一次数据联机。
一言以蔽之，算得想不二法门把骨头架子暗箭伤人压力转给GPU，把CPU闲出去。
数以百计量实例化打样
平常drawcall打样因变量一次唯其如此打样此时此刻的一个mesh，而绘制体系还提供了批量打样的接口，烈烈打样一个mesh屡屡，油然而生在不等部位坐标。因变量花色形如：
void DrawMeshInstanced(Mesh mesh, int submeshIndex, Material material, List<Matrix4x4> matrices);
本条因变量维妙维肖唯其如此拿来增速静态物体，比如说形貌里的石碴之类。归因于动态物体有木偶剧，几个动态物体很难完好等同于。
俺们意识是因为好耍里精怪数目例外多，总有某些精怪的木偶剧帧此时此刻千篇一律，适量使役本条因变量开展增速。举个例证，最大面积的精怪抢攻，若果运动木偶剧长2秒，此时此刻周转进度每秒60帧，听由略带只精怪，舌剑唇枪上大不了调用60x2=120次就烈烈画完好部精怪。归因于精怪大不了无非120种景象。自然切实可行图景更莫可名状，归因于每台机械帧率都敌众我寡样。
木偶剧物体数以百计量实例化打样
要使役木偶剧物体数以百计量实例化打样接口，先是要使多部门物体质料合批打样，除此而外以便拔高骨头架子木偶剧效率行使贴图木偶剧技巧，据此说到底解数为：
机能出示：
二、数以百计量物体暗影特惠渲染技巧
暗影在好耍机能中能映现物体的更一是一展现，在切实可行好耍中是因为部门胸中无数，每个部门所需暗影机能也是内需一种特惠渲染技巧。
遗俗暗影力量
在遗俗打样暗影力量中，内需将时有发生暗影的物体附加打样一遍ShadowMapDepth,末段将所变型的ShadowMap与映象中的收到暗影物体较为深浅就此确定是否打样暗影上色。
在多部门的图景下此间的附加打样ShadowMapDepth安排化作反响效率的瓶颈，哪边暴跌本条Pass打样次数化作了枢机疑阵四方。
批量化GPU暗影技巧
先是比照屏幕老幼开立一个RT，压抑渲染顺序到会景不晶莹剔透物体渲染而后，博取此时此刻形貌打样完的深浅图，调用实例化打样接口打样多部门暗影，将深浅图等音尘传感所需数以百计量部门打样ShadowCasterPass，就此在RT中拿走此时此刻屏幕内多部门说到底暗影机能贴图，将该RT贴图与屏幕此时此刻像素归总就此兑现暗影说到底机能。
进而精益求精，穿越在打样部门中预留代劳暗影体，在VertexShader阶段中做动态切换本体极限或代劳暗影体极限，切换说到底咋样极限光栅化在pixel shader上色暗箭伤人暗影拔高效率。（调Shader可正是私家力活）
有关GPU的身受就到此间了，“同屏十万只怪”说到底变现机能哪边，可眷顾《异星前哨》相干动态，好耍将于2022.12.16规范趸售，售价68元，Steam与WeGame首周九曲回肠，一次购回！
有关好耍：
《异星前哨》是一款生死与共立地战略性的国产科幻活着RTS，不等于遗俗RTS好耍，本作扬弃了PVP对战，将着力玩法聚焦于活着踵武。玩家将化作探讨外星的经营管理者，树立基地并招架外沙虫潮的攻势。好耍创始胆大体系融入着力玩法，每个胆大负有专属招术、兵种以及兴修部门等；数万虫潮同屏机能撼动，可暂停和时时处处存档。诚邀诸君感受！
是因为俺们的好耍花色是活着RTS，情节中揽括生人与数目奇伟的虫潮拓展急剧对立，从而多部门交锋是俺们要寻思的利害攸关技巧点之一。把它踵事增华拆解后，略带部门交锋，屏幕中可负有略带部门等疑阵外露在俺们脚下。
说到底，以便使《异星前哨》在商海上更有竞争力，造作人设定了“同屏十万只怪”本条看上去较为发神经的靶子。假若把本条S级的技巧难关攻城略地，另一个疑阵理合就也能攻城略地了。
十万只怪！技巧组开了一周日的会，要直达本条靶子，俺们得未遭CPU+GPU（图表安排器，显卡的着力）的另行压力。归因于雅量物体的打样，内需GPU负担。这些物体的寻路、龙争虎斗、AI等表现又内需CPU的暗箭伤人，这差点儿是一个巅峰求战。
尽管如此在商厦的任何品种《披挂坚甲利兵》现已兑现了同屏数百人龙争虎斗的大沙场，但同屏十万的难度超常当真稍加大，由此了对各项机械性能疑阵青山常在的死磕，始起下结论了某些解数，本篇根本从GPU视角的两个根本方案来谈一瞬间。
一、GPU数以百计量木偶剧特惠渲染技巧
是因为好耍中设有雅量精怪，每只精怪都内需播讲各种木偶剧，定准会对周转效率时有发生惨重反响，从而内需一种新的木偶剧渲染技巧，可知各负其责雅量的物体。
现时代显卡的机械性能三改一加强例外快，瓶颈逐月化作GPU和CPU里头的数据联机，每一次联机都内需相互之间等待，双边花天酒地巨额年华。先头的大队人马好耍揽括手游，都把压缩drawcall一言一行一个利害攸关特惠一手，归因于每一次drawcall通都大邑以致一次CPU上传数据+GPU打样的联机。此间要专注的是，并纰缪说drawcall自我效率很低，而是定规drawcall以致的数据联机效率极低，自然drawcall自我也是有花销的，能压缩是最最。
据此这次的特惠矛头是，压缩CPU与GPU的数据联机。精怪尽力而为由GPU打样，最大想必压缩数据联机，以达成高高的异步效率。知易行难，定了矛头而是再有大队人马技巧细故内需摆平。
遗俗骨头架子木偶剧暗箭伤人（CPU暗箭伤人骨头架子+GPU暗箭伤人蒙皮）
遗俗的做法是CPU比照木偶剧序列暗箭伤人此时此刻各骨头架子部位（BoneMap），自此把BoneMap传送给GPU，GPU穿越VertexShader，血肉相联各mesh极限数据，随声附和BoneMap数据以及骨头架子权重等开展插值暗箭伤人，收获新极限部位。遗俗木偶剧安排是因为内需CPU+GPU两个步子各个开展暗箭伤人，每个木偶剧物体内需次次只身一人调用打样，并且独秀一枝物体木偶剧暗箭伤人时内需在Drawcall时传送不等质料参数，节外生枝于合批快捷打样，除此而外CPU与GPU里头往往开展数据并行也会时有发生很大花销，从而俺们非得换一种解数。
贴图骨头架子木偶剧
以便将暗箭伤人挪入GPU，非得把相干数据存入显存供GPU读取，先是是美工出口的骨头架子木偶剧音尘，俺们挑挑拣拣将各骨头架子上供的木偶剧帧更动存到贴图RGBA Float格式中一言一行贴图骨头架子木偶剧文本，在VertexShader中穿越因变量tex2dlod采点博取贴图水彩数值，穿越将水彩数值转移为转换矩阵，就此与地方mesh极限等音尘，时有发生木偶剧转换。（注：在质料办起贴图采样模式时圈定point,幸免贴图采样受另外模式扰乱）
伯仲，好耍周转时，每只精怪都有谈得来的此时此刻木偶剧音尘，这些音尘也内需联机给GPU，寻思接轨的批量打样等特惠技巧，俺们竟是挑挑拣拣贴图做为载体。先将各木偶剧集如idle,run,attack转移为贴图木偶剧纹理，在将这些贴图木偶剧一言一行一个质料的各贴图康庄大道。
除此而外是因为批量打样中挨门挨户角色播讲的木偶剧第几帧以及播讲张三李四木偶剧集不确定，从而在调用draw call前，穿越CPU暗箭伤人挨门挨户部门木偶剧体系收获一张全部门mask图，图上每个像素代办一个部门，一个像素RGBA音尘记下，该部门播讲张三李四木偶剧集以及播讲第几帧。如此，一张贴图就蕴藉了总体部门的实时景象音尘，烈烈径直传吃败仗GPU，无非一次数据联机。
一言以蔽之，算得想不二法门把骨头架子暗箭伤人压力转给GPU，把CPU闲出去。
数以百计量实例化打样
平常drawcall打样因变量一次唯其如此打样此时此刻的一个mesh，而绘制体系还提供了批量打样的接口，烈烈打样一个mesh屡屡，油然而生在不等部位坐标。因变量花色形如：
void DrawMeshInstanced(Mesh mesh, int submeshIndex, Material material, List<Matrix4x4> matrices);
本条因变量维妙维肖唯其如此拿来增速静态物体，比如说形貌里的石碴之类。归因于动态物体有木偶剧，几个动态物体很难完好等同于。
俺们意识是因为好耍里精怪数目例外多，总有某些精怪的木偶剧帧此时此刻千篇一律，适量使役本条因变量开展增速。举个例证，最大面积的精怪抢攻，若果运动木偶剧长2秒，此时此刻周转进度每秒60帧，听由略带只精怪，舌剑唇枪上大不了调用60x2=120次就烈烈画完好部精怪。归因于精怪大不了无非120种景象。自然切实可行图景更莫可名状，归因于每台机械帧率都敌众我寡样。
木偶剧物体数以百计量实例化打样
要使役木偶剧物体数以百计量实例化打样接口，先是要使多部门物体质料合批打样，除此而外以便拔高骨头架子木偶剧效率行使贴图木偶剧技巧，据此说到底解数为：
机能出示：
二、数以百计量物体暗影特惠渲染技巧
暗影在好耍机能中能映现物体的更一是一展现，在切实可行好耍中是因为部门胸中无数，每个部门所需暗影机能也是内需一种特惠渲染技巧。
遗俗暗影力量
在遗俗打样暗影力量中，内需将时有发生暗影的物体附加打样一遍ShadowMapDepth,末段将所变型的ShadowMap与映象中的收到暗影物体较为深浅就此确定是否打样暗影上色。
在多部门的图景下此间的附加打样ShadowMapDepth安排化作反响效率的瓶颈，哪边暴跌本条Pass打样次数化作了枢机疑阵四方。
批量化GPU暗影技巧
先是比照屏幕老幼开立一个RT，压抑渲染顺序到会景不晶莹剔透物体渲染而后，博取此时此刻形貌打样完的深浅图，调用实例化打样接口打样多部门暗影，将深浅图等音尘传感所需数以百计量部门打样ShadowCasterPass，就此在RT中拿走此时此刻屏幕内多部门说到底暗影机能贴图，将该RT贴图与屏幕此时此刻像素归总就此兑现暗影说到底机能。
进而精益求精，穿越在打样部门中预留代劳暗影体，在VertexShader阶段中做动态切换本体极限或代劳暗影体极限，切换说到底咋样极限光栅化在pixel shader上色暗箭伤人暗影拔高效率。（调Shader可正是私家力活）
有关GPU的身受就到此间了，“同屏十万只怪”说到底变现机能哪边，可眷顾《异星前哨》相干动态，好耍将于2022.12.16规范趸售，售价68元，Steam与WeGame首周九曲回肠，一次购回！
有关好耍：
《异星前哨》是一款生死与共立地战略性的国产科幻活着RTS，不等于遗俗RTS好耍，本作扬弃了PVP对战，将着力玩法聚焦于活着踵武。玩家将化作探讨外星的经营管理者，树立基地并招架外沙虫潮的攻势。好耍创始胆大体系融入着力玩法，每个胆大负有专属招术、兵种以及兴修部门等；数万虫潮同屏机能撼动，可暂停和时时处处存档。诚邀诸君感受！
(责任编辑： 沫栀°)
