伊酷科技技術合伙人朱稼萌，前段時間分享了他們在Unreal Engine VR移動端進行優(yōu)化的經(jīng)驗，從多個角度剖析影響VR游戲畫面優(yōu)化的原因。

以下為演講實錄：

大家下午好，我是來自伊酷科技的主講朱稼萌。

今天主要是給大家講一下關于Unreal移動端優(yōu)化。因為我們公司之前做的游戲基本上都是PC VR游戲，所以在把這些游戲移植到移動端的時候碰到很多問題。今天主要是針對這些問題，把我們的解決方案跟大家分享一下。

為了讓邏輯更清楚一點，我們先把可以優(yōu)化的部分解剖一下。在VR游戲中影響優(yōu)化的畫面因素主要有三個方面：

第一個是元素相關：相當于模型的材質(zhì)本身
第二個是渲染相關：主要是指除了元素模型之外的其他模型，包括燈光、特效、陰影、后期、體積物和反射
第三個幀率相關：需要將幀率穩(wěn)定在一個比較高的階段

下面講一講VR游戲在PC端與移動端有何不同？

首先因為在移動端中如果需要打光的話，需要禁用HDR、體積物，使用OpenGL ES3.1，所以大部分后期的項處于不可用的狀態(tài)：燈光只能使用靜態(tài)燈光，特效的使用也需要非?？酥?。所以今天的內(nèi)容主要針對如何使用簡單的操作把上述失去的東西彌補回來。

這個場景是我們目前正在做的一個體育類拳擊VR游戲場景為例。

這是一張在PC中的效果展示圖：

然后下面（右邊）這張是去掉HDR效果，使用ES3.1渲染通道的效果圖：

通過畫面的對比可以看出進入移動端之后：

• 明暗對比不強烈，缺少層次過度，導致場景質(zhì)感缺失，原因在于使用終端后，陰影和AO的缺失
• 色彩對比、曝光反映不準確導致畫面失真。主要是去掉后期效果，沒有辦法通過BOT對后期場景進行統(tǒng)一調(diào)整，缺少一些全局反光之類的后期效果導致的

既然這些效果在進入移動端之后消失，那么我們需要想辦法通過別的途徑把它加回去。有兩種辦法，一種做法，是修改圖層的渲染通道，這種方法相對麻煩，我們通常使用另一種相對簡單的做法。

視覺效果優(yōu)化-場景

首先講一下Unreal的渲染途徑。

Unreal的靜態(tài)燈光渲染之后會把場景模型的陰影存放在WholeScene的LightMap，其中有HQ和LQ兩種，LQ里面就是我們移動端會用到的LightMap和AO，我們可以將它解析出來，或者通過第三方的三維軟件像MAX、Maya之類的拿出來，然后將這些效果加強到材質(zhì)中的漫反射和自發(fā)光里，下圖有具體的效果圖：

還可以導入一個LightColor參數(shù)，方便后期整體調(diào)節(jié)色彩范圍，這是為了彌補失去后期之后沒有辦法整體調(diào)整場景顏色。

下圖為視圖演示：

然后是角色的皮膚，如何在移動端讓角色皮膚顯得更真實一點。

視覺效果優(yōu)化-角色

下圖為正常情況下，光線照射到物體上的反射路徑：

正常情況下，部分光線會直接反射掉，光線是在物體上有一部分是直接反射掉，那還有另一部分光線會進入到物體內(nèi)部進行一些計算，然后最后反射到空氣中。一般，我們把這種反射稱為次表面反射。

我們來看一下在移動端使用不開光的一個效果。

可以看到在移動端即使在使用動態(tài)燈光下：

• 模型顏色陰影過渡生硬
• 缺少次表面散射，導致皮膚通透感不足
• 動態(tài)燈光效果不理想，盡量使用靜態(tài)燈光

這種方法使用比較廣泛，但在VR游戲中用處更大，它不僅可以讓皮膚的過渡更合理更飽滿，而且可以模擬動態(tài)燈光實時的照射，而不需要真正使用動態(tài)燈光。

正常情況的燈光模擬是通過芯片進行模擬，這里只是通過統(tǒng)計簡單的預積分的原理，簡單地把光線在正常情況下的顏色、亮度體現(xiàn)在這張圖上。這里相關的信息是光線的入射角度、模型曲率，所以我們只要控制這兩個變量，就能得到那個點實際的顏色。

這里通過導入一個材質(zhì)參數(shù)，從外部傳入一個我們自己做的模擬燈光的組件，然后再增加一個曲率的參數(shù)，然后找到這張圖上的點。相當于是自己做的一個模擬燈光的組件，轉(zhuǎn)到剛才那個參數(shù)。

下圖是在一個球體上實際的效果，暫時沒有將曲率的效果體現(xiàn)在上面，只是一個簡單光照控制的效果。

下面這張是增加了曲率統(tǒng)計之后的效果，雖然沒有動態(tài)燈光照射，但通過預積分的處理方式，讓人皮膚應該有的光澤過渡和透澈的效果都有體現(xiàn)。用這個方式可以達到一定預期效果，又避免動態(tài)燈光損耗掉一些性能。

視覺效果優(yōu)化-陰影

Unreal中動態(tài)物體的陰影效果一般使用調(diào)制陰影，級聯(lián)陰影和膠囊體陰影三種，其中調(diào)制陰影，級聯(lián)陰影必須使用動態(tài)燈光才能調(diào)制，膠囊體陰影雖然能夠使用靜態(tài)燈光，但對ES3.1效果不是太好，因此準備自行做一個簡單陰影系統(tǒng)，通過材質(zhì)實行。最后實現(xiàn)的效果如下圖：

通過球形遮罩，暴露一個擬角色位置的參數(shù)，通過球形遮罩實時計算它應該出現(xiàn)的位置和大小，相當于做一個組件，或在需要投影的角色身上做一個參數(shù)，然后在擴充函數(shù)過程中把位置參數(shù)傳給剛才的函數(shù)，最后就能得到這樣的效果。

視覺效果優(yōu)化-反射

進入ES3.1之后，反射效果不是很理想，因此想通過簡單的方法實現(xiàn)反射，但目前暫時沒有找到特別合適的方法。

目前采用的方法就是不使用反射，但如果必須使用反射的話，在角色下面放一個重復的角色，然后在你需要反射的地板上增加一個繪制功能，直接去繪制他的透明度。

雖然正常的反射，通過打開動態(tài)燈光可以得到一定的增強，但我們這邊沒有選擇打開動態(tài)燈光，主要是因為開了動態(tài)燈光之后，會讓場景處于一個非常不穩(wěn)定的狀態(tài)，損失很多性能。我們測試之后發(fā)現(xiàn)，可能這種光對性能的損失更小一點，因為我們發(fā)現(xiàn)移動端對模型面數(shù)的承受力比想象中要稍高一點，而且下面的模型可以將LOD盡量降低一點。

這個方式我們一般推薦在場景比較大的時候使用，比如一整個房間地板做反射。在模型制作的時候把房間做鏡像，在美術方面把下面部分做簡化，美術在哪邊就在哪邊進行涂抹。

方法雖然取巧，但實踐效果還不錯。

視覺效果優(yōu)化-動態(tài)燈光

盡量不要使用動態(tài)燈光，雖然動態(tài)燈光可以直觀提升陰影和反射，但存在很大的不穩(wěn)定性，因為永遠不知道玩家什么時候會進行操作，生成一些粒子，或者動態(tài)燈光與其他燈光產(chǎn)生影響。但如果是比如單一的游戲，或者能確定玩家去做什么操作時，可以嘗試使用。

視覺效果優(yōu)化-粒子特效

在制作的過程當中，發(fā)現(xiàn)特效粒子占用了很多游戲硬件的性能，該注意的地方為以下幾點：

• 特效粒子數(shù)量
• 生命周期
• 光效（是否存在光效，或者是否與外面的動態(tài)光產(chǎn)生關聯(lián)，如果有，幀數(shù)會下降嚴重）
• 粒子本身使用的材質(zhì)數(shù)量和質(zhì)量（最好使用不受光照影響的粒子數(shù)量）
• 面向方式

媒體

如果是短暫重復利用的視覺效果可以優(yōu)先使用粒子，但如果是常期一直占用畫面，只是起到一個場景氣氛作用的話，可以試著使用一些視頻特效，只需要把特效分為黑、白蒙版跟正常特效，在材質(zhì)中做一個切割，把它變成一個透明的材質(zhì)?？傮w來說，它對場景的性能消耗會小一點，此外，它受取消HDR和ES3.1用戶端渲染的影響很小。

霧效

除非情況特殊，否則盡量不要使用粒子去模仿霧效，如果需要，可以先建一個藍圖類，然后在藍圖類中去做兩個錯位之間的移動，去檢測本身和角色之間的距離，去調(diào)整它的透明度，或者控制他的生命周期。

景深

在VR游戲中用的比較少，一般在遠景的時候，如果需要用到景深，把遠景變成貼圖，在不同距離間做一定的模糊處理即可

幀數(shù)優(yōu)化-分析

幀數(shù)的優(yōu)化，主要在以下四點。Stat unit，F(xiàn)rame 每幀所花費的時間；Game CPU游戲邏輯線程，這個主要和程序相關；Draw CPU渲染線程，是CPU去采取產(chǎn)品中需要渲染的東西他所花的時間；GPU CPU渲染線程，代表實際渲染所花的時長，可以通過在游戲中打出指令，看到底是哪塊需要做調(diào)整。

幀數(shù)優(yōu)化-DrawCall

幀數(shù)優(yōu)化-DrawCall的影響因素主要在四個方面：首先是模型數(shù)量，模型數(shù)量太多，會導致性能下降，如果是在較大的場景中，合并需要考慮到物品剔除是否方便；第二個是材質(zhì)數(shù)量，需要確定一個模型中的不同材質(zhì)會出現(xiàn)多種狀況；第三是Actor中的Component數(shù)量，我們測出來對Drawcall第二部分有一定影響；第四個是SceneCaptureActor的調(diào)用，場景采集一般用于做鏡子之類的東西，最好不要調(diào)動，萬一需要調(diào)用，要注意控制生命周期，降低它接觸的大小。

幀數(shù)優(yōu)化-Game

在幀數(shù)優(yōu)化-Game的優(yōu)化上，要盡量少調(diào)用敏感程序，比如：Forloop, GetallActorsOfClass, SpawnActor, Tick，會對Game的速度產(chǎn)生影響；在使用資源讀表調(diào)用的時候沒有設置為軟引用。

幀數(shù)優(yōu)化-GPU

最后一點是關于幀數(shù)優(yōu)化-GPU ，要考慮著色器的復雜程度。著色器和使用材質(zhì)有關系，建議使用不透明的材質(zhì)，優(yōu)先級高于帶蒙版的材質(zhì)高于使用透明度的材質(zhì)；還要考慮模型的面數(shù)，以及燈光的調(diào)用，盡量使用動態(tài)燈光，不要使用靜態(tài)燈光。

基本上就是以上內(nèi)容，謝謝。