Rogue Swarm demo：將Vulkan和PowerVR Series8XE帶入我們的生活

原標題：Rogue Swarm demo：將Vulkan和PowerVR Series8XE帶入我們的生活

在今年初舉辦的GDC 2018大會上，我們推出了最新的圖形技術演示Demo，重點介紹了PowerVR Series8XE系列GPU。儘管PowerVR Series8XE系列GPU高度集成尺寸小巧的設計，但從項目之初我們就準備展示其強大功能，這一系列集成豐富的內核，比如PowerVR GE8300（4pixels/clock，64 FLOPS/clock）和PowerVR GE8100（1pixel/clock，32FLOPS/clock）。這對於那些成本敏感的市場具有非常大的吸引力，因為在這些領域傳統上普遍認為不可能執行高端模擬和效果，然而有了Vulkan和我們Rogue架構的結合我們才能夠顛覆一成不變的傳統。市場上採用這一系列內核的設備包括Acer Iconia One 10、Lenovo Tab7 Essential平板電腦、HTC Desire 12和華為Honor Play 7智能手機，自動駕駛領域包括瑞薩 R-Car D3系統等。

Rogue Swarm demo雖然很小但是非常的重要，它很好的展示了這些小型化集成了Vulkan?1.1標準的GPU能實現的一系列功能，精彩的場景包括高能量的太空船在小行星帶高速飛行，領先的大飛船被一群較小的敵艦追趕，它們甚至發射激光來阻止領先的大飛船逃走，整個Demo都是動態的，比如小行星、追逐的飛船以及激光等，每個場景都略有不同。

展示Vulkan的功能

這個demo從圖形技術到計算性能都充分利用了Vulkan。追逐領先飛船的艦隊都是模擬場景的一部分，這其中包括主要的飛船、小行星和激光束。這個模擬場景採用的是集群演算法，不僅能夠讓飛船成群結隊的飛行，而且還能模擬它們進行激光射擊，避免彼此發生碰撞以及躲避小行星。

所有這些元素都是GPU上高速複雜的Vulkan著色器計算出來的，在Vulkan中它用作每幀執行命令的緩衝區，並更新模擬場景中各種元素的位置。命令緩衝區不會逐幀的發生更改，因此能夠充分利用Vulkan預先記錄在緩衝區內的命令，並根據更新後的輸入變數一遍又一遍的執行。在之前這種模擬場景不得不在CPU上運行，而且僅限於高端平台。藉助Vulkan現在可以在GPU上以極高的效率運行這些高級的模擬場景，從而可以提高應用程序的性能並降低CPU的開銷，這無疑顯現出一定的優勢。

在場景渲染方面，當GPU更新模擬場景後就會開始渲染每幀場景中的各種元素，飛船的網格數據只會被提交一次，實例化渲染特性會根據場景的需要創建儘可能多的飛行敵艦，材質都根據大小進行了優化，並且使用PVRTC工具進行了壓縮，從而保證應用程序的帶寬要求儘可能的低。比如我們內部藝術團隊設計的深度空間背景，它實際上是一個令人難以置信的高質量的立方體貼圖材質。

說到藝術，我們認為這是使得這個demo如此引人注目的一個重要因素，我們團隊設計的飛船、行星和背景不僅採用了先進的圖形技術同時也結合了藝術特色。這有力的證明了即使小型的GPU也能夠運行一些視覺上令人印象深刻的應用。

開發

我們開發採用的具體設備是Acer Iconia One 10 FHD，它是一款非常小型的平板電腦，集成了PowerVR GE8300 GPU，尺寸是10.1英寸以及1920 x 1200解析度的顯示屏。

在開發早期階段，我們充分利用了Imagination SDK，從而在很短的時間內讓測試程序在設備上運行。SDK包括OpenGL ES和Vulkan示例應用程序，我們充分利用了Vulkan-Compute粒子模擬，而且將其作為代碼庫。

最初我們專註於在Vulkan計算著色器中創建集群演算法，並將數據傳遞給渲染管道，這種方法的一大好處就是模擬場景在整個渲染過程中都保留在GPU內存中，從而進一步降低了帶寬，使得這種方法成為那些成本敏感應用的理想選擇。

藉助這些工作我們能夠專註於調整計算性能和分片著色器的性能，我們的SDK ShaderEditor工具可以用於離線狀態下的分析，PVRTune工具可以用來進行設備性能指標檢測和分析。這些工具非常的有用，PVRTune還能夠在非root用戶設備上工作，這與其他供應商提供的類似工具不同，使得其成為在真實平台上開發應用製造商的理想選擇。

隨著大部分功能特性的實現，我們的藝術團隊才能夠設計出令人驚嘆的場景，使得我們的demo能夠脫穎而出。高解析度的行星、小行星材質和網格都是我們內部團隊創建的，並且藉助SDK PVRTexTool工具進行了壓縮處理，這款工具能夠幫助移動開發人員輕鬆的完成材質壓縮操作，支持各種格式，當然也包括我們的PVRTC。

我們對於最終的demo效果感到非常的自豪，而且我們收到了來自GDC 18大會上開發人員大量的反饋。現在我們已經可以在PowerVR GE8100平台上運行這款應用，支持的設備包括HTC Desire 12、華為Honor Play 7和Ulefone Armour X等。這個demo在這些設備上運行的很好，具有非常高的幀率且非常的流暢。現在我們在Series8XE的基礎上推出了更加先進的PowerVR Series 9XE系列GPU。這些內核被我們的很多半導體製造商合作夥伴所採用，並將很快進入到消費電子產品中，結合對Vulkan的全面支持意味著像Rogue Swarm這樣出色的應用會越來越多。

最後，從類似的這些應用和我們收到的業界反饋可以很容易的理解為什麼採用Vulkan的應用程序運行的速度如此之快，真正實現了「一次編程，快速運行，隨處兼容」的承諾。

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