简约之美：移动端渲染技术创新 NanoMesh
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跨平台游戏体验吸引了全球数以百万计的玩家。然而，这对游戏开发者来说则是一大挑战，他们需要花费更多的时间和精力来调整内容适配台式机、游戏主机和移动设备。为了更好赋能开发者，Arm 携手腾讯游戏，在 2024 年游戏开发者大会 (GDC) 上展示了一项不断发展的全新渲染技术 —— NanoMesh。移动游戏开发以往需使用平台专用技术来进行高多边形网格建模，而 NanoMesh 可显著简化这一切。再加上其中内置的自适应剔除 (Adaptive Culling) 算法，该技术在移动设备上的性能发展潜力巨大。2023 年问世的旗舰智能手机就能以近 120fps 的速度，渲染整体场景复杂性超过 1.4 亿个三角形的技术演示。
图：包含超过一亿个多边形以及全局光照的技术演示
运行于智能手机上的屏幕截图
NanoMesh 的目标
NanoMesh 与腾讯跨平台全局光照解决方案 SmartGI 紧密结合，以一个纯粹的目标为起点展望未来，即重塑移动设备上的渲染管线，进而优化运行时性能，并简化内容创建工作流程。
虽然无缝渲染在台式机上已经很常见，但如今的移动游戏开发者仍需面对许多传统工作负担，比如光影烘焙和手动的细节层次 (LOD) 设置。这一过程漫长而煎熬，并且在成百上千的参数中引入人为错误的风险也不容忽视。
NanoMesh 所采取的方法
图：采用 SmartGI 和 NanoMesh 的
腾讯 Deferred+ 渲染管线
以上为腾讯 NanoMesh Deferred+ 渲染管线的概念流程图。这里集群生成是在离线阶段进行的，而为了尽可能提高移动设备上的性能，还做了许多额外调整。
图：Auto LOD function(level) = floor(pow (base, level)) while base = 2,..max_base
我们看到目前台式机上所采用的方法则更为保守，只考虑简单投影后网格的屏幕空间大小。这些方法都欠缺灵活性，因而无法实现定制的 LOD。而 NanoMesh 的衰减公式则同时考量功耗和摄像头距离。具体来说，当物体靠近时，我们优先确保更逼真的细节；而当物体远离时，又能迅速切换为使用比较粗放的集群，进而在性能和质量之间达到完美平衡。
采取传统 LOD 方法时，示例包的大小为 1.8 GB，而启用 NanoMesh 后，所需磁盘空间仅为 557 MB，减少了 70%，下载速度也提高了 70%。而在纯网格数据大小方面，NanoMesh 大约仅需原总存储量的 16%，就能达到同样的视觉效果。
腾讯互娱研发效能部副总经理李从兵表示：SmartGI 和 NanoMesh 都是前沿技术，有助于随时随地构建和部署游戏。对游戏产业来说，以合理的成本和性能预算呈现更优异的质量至关重要。在 Arm 的支持下，腾讯游戏致力于推动游戏制作领域工具和方法不断创新。我们乐于建立更为广泛的合作伙伴关系，也非常高兴能与世界各地的游戏工作室分享我们的研究成果。
旅程方才启航
Arm 和腾讯游戏通过多年的合作，取得了今天的成绩。从 2020 年开始，两家公司开始尝试在移动设备上首次开启基于图块 (Tile) 的延迟着色管线。去年，我们推出了具有 Ray Query 加速功能的移动端 GI 解决方案，现在揭开了新的篇章 —— NanoMesh。展望未来，我们将专注于优化带宽、简化几何体处理和减少绘制调用。更重要的是，我们将为骨骼蒙皮网格 (Skinned Skeletal Meshes) 做好准备，这必将开创移动游戏角色动画的崭新时代。
作者：安谋科技 (Arm China) 开发者生态高级经理 李陈鲁
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