开发中的“软”与“硬”：高画质移动游戏开发之道

在今年的Unity亚洲开发者大会上，高通公司半导体事业部资深经理刘晓光从硬件芯片、引擎优化、OpenGL ES 3.0支持，以及开发工具等角度，分享了如何软硬件双管齐下，开发及优化出优秀的移动游戏。

高通公司半导体事业部资深经理刘晓光

高通深植无线领域已逾25年，一直引领无线领域的创新，到目前为止芯片出货量已超过150亿。高通仅2013年在R&D方面投入了50亿美元，这在所有高科技公司中，每年50亿美元的R&D投入是非常大的。刘晓光表示“到目前为止高通拥有超过84000多个合作伙伴，我们的市值也已经达到1280亿美元。”

到现在为止高通覆盖了市场中超过1350款终端，而且还有500款正在紧锣密鼓地研发过程中。截止至目前，与已经有超过100个厂家采用高通处理器研制手机。

采用高通Snapdragon的平板电脑

高通和微软进行了深度合作，在Windows Phone领域中，高通是最大的供货商，100%的Windows Phone都是采用的高通处理器。同时，我们也是最先支持Windows Phone和Windows 8的芯片供应商。到目前为止，已经有超过50款Windows Phone和RT设备面世，将来还会有更多Windows Phone平台设备会应用到高通处理器。

移动游戏与芯片

移动游戏这几年的发展突飞猛进，其增长率甚至超过了整个游戏领域增长率。据Gartner分析报告显示，从2013到2015年，移动游戏领域收入将会翻倍，实现从132亿至220亿美元的增长。而且将会有更多的游戏开发商和设备生产商被吸引至移动平台上来。到底是什么使移动游戏如此流行？刘晓光认为真正原因还是用户体验。如果对比2010年狂野飙车的界面和2013年狂野飙车8的界面，渲染、背景，俨然是两个时代的产品。

高通的处理器不仅仅是面向高端领域，从低端入门到高端的产品均有涉猎，从低到几百元的智能手机，到最高端的智能手机，大多数用的都是高通骁龙芯片。高通骁龙芯片有四个特点，提供最完整的单芯片解决方案，有强大的图形处理器，以及异步对称多处理（aSMP）CPU架构，这是现在很多芯片所不具备的。

在CPU构架方面，高通在移动领域上是唯一支持异步对称多处理架构的公司。留意一下关于手机芯片的新闻你会发现一个问题，有很多性能比较高的芯片进入市场，但是为什么在手机上很少见呢？那是因为高性能并不是全部，高性能和低功耗相结合才是刚需。异步处理器，在性能和功耗能效上具备最佳平衡，只有异步处理器，才能保证当手机忙的时候，让所有的核都工作起来，让手机性能达到最高，但是手机空闲的时候，不同的CPU可以单独工作，让功耗降至最低。

“在SoC嵌入式GPU领域，高通市场份额第一，占有32.3%的市场份额，Nvidia占1.4%，剩下的48家厂商则占66.3%”刘晓光表示，“GPU在移动领域发展非常迅速，甚至超过了整个PC领域。高通在短短几年内，从最早的GPU的Adreno A200开始到现在最新的Adreno A420的处理器，将其整体性能提升了65倍。”

观众现场体验采用高通技术的平板电脑

基于OpenGL ES 3.0进行优化

高通不仅支持从DX9.3到DX11.1版本，也是全球第一个支持OpenGL ES 2.0和OpenGL ES 3.0的芯片，并在GDC上宣布支持OpenGL ES 3.1。

以实例化几何渲染（Instaced Geometry Rendering）为例，大家绘制比较复杂的图形时，经常会遇到一些需要重复渲染的小元素，比如说天上的鸟，地上的蚂蚁等类似场景，以前需要对它们逐一渲染，这会占用很多CPU资源，非常耗电。而现在绘制一个实例，GPU可以一次渲染多个类似对象，这让游戏绘制流畅很多。

对于OpenGL ES 3.0的遮挡查询（Occlusin Queries）方面。我们在移动设备做事情讲的最多的就是提高效率，我们也想了很多方法来提高效率，比如说有景深的画面，如果前面的元素遮挡了后面的元素，那么后面的元素是不需要渲染的。而这在以前开发过程中需要全部渲染出来，做了许多无用功。我们用遮挡查询，可以让绘图效率达到最高，通过查询简单的查询，可以判断边界是否被遮挡，比如在做镜头光晕效果时，可以查询太阳是否可见，并且只渲染镜头光晕。

另外高通对阴影PCF做了很多优化，让整个阴影更加的流畅，包括延迟着色和光照，对于几何物体，在第一遍着色时就会被渲染，在第二遍着色时，只有在有光照的情况下才会最终被渲染成像素。可以说，OpenGL ES 3.0开启了移动领域的延迟光照，这需要GPU支持多渲染目标和浮点纹理。“我们可以同时对多个目标进行渲染，我们的浮点纹理处理性能也非常高。”刘晓光表示。

很多开发者可能都有过这样的体会，当你做纹理压缩的时候，OpenGL ES 2.0就是个恶梦，直到3.0定义了纹理压缩格式。“希望大家尽快迁移到3.0版本，因为OpenGL 2.0做游戏，要针对不同的GPU做不同的纹理压缩包。不是让应用体积增大，就是需要你在用的时候下载不同的扩展包。对于小白用户来说，他不知道自己的手机是什么样的，也不知道，这个游戏是不是为他所用的设备生产的，有那么多的下载资源，如果游戏下载到手机上，发现没法玩的时候，受害最大的还是开发者，如果迁移到3.0上的话，这些问题就迎刃而解了。”

对GPU的历史熟悉的朋友肯定知道，以前GPU曾有两派，一种是可编程单元式顶点着色器和像素着色器用不同的单元做，另一种则是同一单元可以做顶点着色，也可以做像素着色。各有各的好处，到移动领域，最优解是同样的处理单元可以做不同的工作。现在GPU画图时，如果顶点处理的任务和像素处理的任务，并没有完全充分利用到现在的处理单元的话，有一部分单元是空闲的。在移动领域最不容忍的就是浪费效率和浪费能耗。

广泛支持引擎中间件

高通跟很多游戏引擎中间件都有合作，包括包括游戏引擎Unity、Unreal、CryENGINE、Unigine，物理引擎Box2D、havok、Bullet，音频引擎FMOD、SRS、Dolby、Wwise，以及高级渲染引擎Lighting Engine、Enlighten、ALG、Procedural Texturing，让开发者无需接触GPU开发，可以直接通过这些引擎达到GPU优化的目的。

高通针对第三方引擎我们做了很多优化，首先是渲染和用户界面，让游戏引擎针对我们的GPU进行优化，包括最新的API调用，以及GPU的特性。针对物理和AI的引擎，则让它充分利用到高通GPU的多线程的特性，并且让它利用高效的处理单元，甚至DSP以最低功耗最快的速度处理你需要的数据。在视频和音频方面，让解码器用DPS，把最完美的图像做出来。高通芯片支持所有的网络协议，在LTE Cat6的下载速度可以达到300Mbps的水平，通过与游戏引擎公司合作，让他们在网络层面进行充分优化，让需要联网的应用或游戏网络延迟更小。

Unity CEO参观高通展位

多种工具助力开发及优化

高通为开发者提供了Adreno的SDK和调试工具Adreno Profiler。Adreno SDK在桌面上可以模拟OpenGl ES，高通有实例和教程，可以掌握OpenGL ES的用法。调试工具对于开发者来说非常必要，它能够对GPU的利用率进行细致分析。同时，高通还有工具库，帮开发者做纹理压缩和混合优化。

大家在开发过程中可能会碰到各种各样的问题，以前靠猜问题出在哪儿，甚至走很多弯路。Adreno GPU分析器，它有两种模式，一个是“洗涤器模式”，在一帧里着色纹理，所有调用信息实时进行处理，让你知道绘制这个图的时候，你的程序给GPU下了什么指令，GPU做的动作是什么。另外一个是“绘图器模式”，实时监视并分析所有数据，包括每种3D场景，GPU调用的实施情况，你可以从中知道GPU是否在想要的状态下工作。

高通骁龙覆盖低端、中端、高端移动终端。高通和Unity一起基于高通处理器对Unity 4.3做了优化，大家可以享受高通处理器优化的功能。同时，高通还未为开发者提供工具和文档，节约开发时间。刘晓光表示，对于优秀的顶级厂商，还有应用开发商，高通还会为大家的应用提供更多的展示机会。

更多高通技术信息，详见【高通开发者专区】

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