深入浅出，带你了解Qualcomm的图形图像优化之道

作者：时间：2017-09-07来源：收藏

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201709/364028.htm

随着我们对移动设备的依赖越来越强，手机游戏、移动应用越来越多的参与到我们的日常生活中，而赋予这些产品精美的UI设计、良好的用户体验、炫酷的游戏画面以及优异的性能表现，都能够帮助开发者更好地获取用户的青睐，为此在2017年8月Qualcomm在深圳、北京、上海举行了三场“探索移动图形图像处理——Qualcomm开发者公开课”，全面向开发者介绍深层次的移动端图形图像的优化之道！

Qualcomm资深产品市场经理温宵凯：Qualcomm平台优势及优化工具.

会间温宵凯介绍到，Qualcomm在移动领域已经耕耘了超过三十年了，最早从modem开始，要最早先解决互联问题，随着最近智能手机发展，Qualcomm也是非常快地投入了大量的研发精力，放到多媒体处理器的研发上面，所以到现在，可以很自豪地讲，Qualcomm是在移动多媒体互联处理器里边的世界第一的半导体厂商，特别是在移动互联方面，是现在的3G、4G 的modem的领军厂商，同时也同时投入了大量的人力和物力，在进行更新的5G的连接，在wifi方面也是有非常深地积累。

同时他也介绍到骁龙835处理器是全世界第一颗基于10纳米芯片制造技术所制造的半导体芯片，所以你会看到它的尺寸变得非常非常的小，旁边是一颗我们中国的一元人民币的硬币，所以在这样一个非常小的面积内，它事实上集成了大量的多媒体和modem的处理器件，这个是传统领域完全想象不到的，同时包括小米的米6，还有中兴的nubia Z17，还有像一加的一加5，和HTC的U11，这些优秀的产品都是用了基于Qualcomm的骁龙835芯片，另外它也被用到了像ODG R8这样的一款AR眼镜里面。他同时向在场的开发者介绍了骁龙835处理器的相关技术参数及优势。

笔者了解到，基于Snapdragon 835处理器是专为移动游戏设计的一款处理器。

具体参数如下:

● Qualocmm® Kryo™ 280 CPU up to 2.45GHz

● Qualocmm® Adreno™ 540GPU

● OpenGL ES3.2, Vulkan

● HDR10 with 60x more color

● Gigabit LTE

● Tri-band Wi-Fi

● Low latency

● Qualocmm® Quick Charge™ 4.0

● 基于10nm制程

同时Adreno540比上一代产品提升了25%图形性能，同时支持10bit色，它能够支持64倍于之前的8bit色的色彩。另外Qualcomm在生态建设方面也是投入了巨大的精力，所以我们跟很多行业界的重点的公司，像重点的引擎提供商，像Unity和ePeak都有非常紧密的合作，来保证它的兼容性，和它最新的特效能够最早地部署在这样的高端手机上.

Qualcomm高级工程师李彩琴：移动平台图形技术进化史

首先她展示了一张在Mobile上渲染的一张特别真实的图片，同时介绍了渲染出如此逼真图片所需要的特效。以及在OpenGL的API上的技术及渲染过程。不论从模拟几何角度、纹理坐标、法向量、颜色，还是到GPU中处理、定义视景体，甚至fragment shader对于像素的处理的过程都做了详细的介绍。

其次她介绍到Qualcomm有基于tile的一个rendering的方案，因为考虑到mobile上面，它的带宽是有限的，而且它是需要考虑到功耗的，不像电脑上面它有带宽很够用，然后它的功耗也是，它插电源，不需要考虑功耗的问题。在mobile上的话Qualcomm就需要在这两方面来考虑一个很好的方案，来实现又有高性能然后又可以尽量少耗功耗的一个效果.

最后她与会者现场介绍了一些实际的案例。详细介绍了Qualcomm图形图像处理中更多的使用GPU来进行操作，进而减少CPU的工作量同时在节约用电的同时给大家带来更好的图形图像体验。

Qualcomm高级资深工程师经理文艳山：次世代图形图像API

首先他介绍了Vulkan的发展史，从2012年的GLcomment,再到2014年AMD的Mantal,再到2016年Vulkan1.0之后其介绍了Vulkan的一些特性。

● 首先Vulkan它是一个新的API，不仅包括Graphics也包括Compute，

● 然后Vulkan它是为现代的GPU设计的

● 是一个跨平台的设计

● 同时支持多种操作系统

那作为开发者我们为什么要用Vulkan?

如果你希望你的APP是可以做Bit化的，希望你的APP能够用到当今多核的优势，希望你的APP的行为是可预测的，你应该用Vulkan。如果你要全新开发一个游戏，在你选择游戏引擎的时候，建议比如你要用Unity或者建议用Unity 56以后的版本，从56开始，Unity支持Vulkan。因为可能你在5.5上开发了很久，开发出来，到时候它不支持Vulkan，然后想试Vulkan版本做升级的话，大家都知道游戏引擎上做升级是非常麻烦的一个事情。你需要做很多工作，修很多Bug。Android好像是从UE 4开始支持Vulkan。所以在选择游戏引擎的时候，你应该先了解下这个游戏引擎是否支持Vulkan。你如果自己写引擎呢，那你在引擎里面应该考虑加入Vulkan的支持。

同时文艳山也建议开发者使用Vulkan里面的Pipeline cache，它可以巨大提升你Pipeline创建速度，并且做了详细的介绍最后他向与会者介绍了Vulkan的memory的部分，VULKAN每个分配memory的函数，你所有的Memory都可以自己分配，因为你自己拥有的分配权，所以你自己就可以管理，这对于开发者来说也是极其有益的。

Qualcomm高级工程师李娟：基于骁龙Snapdragon Profiler的应用开发性能优化

Snapdragon Profiler的设计，设计的理念就是希望能很简单的运用，但是有很多功能，提供同样的界面便于用户使用。可以分析CPU上的数据、GPU上的数据和DSP上的数据，可以分析VR的APP、OpenCL也支持。它具有多种功能多种模式，有实时的种模式，有trace的模式，就是静态的一段到另外一段时间系统所发生的事件。有Frame Capture。主要针对图形应用，可以抓住这一帧所有的资源，你的API，各种draw call list怎么画的。

进而又在此延展进行相关案例的介绍,包括如何去分析它们。

-Augmented Reality App Realtime

-Snapchat – Trace

-Augmented Reality App – Snapshot

-Virtual Reality App

Qualcomm资深工程师杜博：移动应用开发优化精髓

如何有效的进行移动应用开发的优化呢？

其间他介绍到，第一个是要尽量减少我们渲染的像素，第二个我们要减少draw call的个数，第三尽量的减少带宽的使用，第四个是关于VBO使用的优化，然后关于FOB使用的优化，第六个就是我们要去排序的优化，第七个是我们在shader使用过程中，我们对精度的控制，我们建议把默认的精度方式设成中等，在需要提升的情况下，对于你的shader需求，需要提升，我们可以设置成high,但是默认的话，我们都是中等，然后在shader运算的过程中，我们尽量减少参与运算的component的个数，只要够我们的使用情况，我们不需要把所有的component都加入运算，这也是从性能和功耗上面都有好处的。第九，如果在我们render结束了以后，像这种Depth Buffer， stencil Buffer 我们通过gllnvalidate 把它discard,这样可以避免不必要的数据拷贝，也是从性能和功耗上面都有好处。后面有三点都是和tessellation相关的，我们在做tessellation的过程中要尽量避免对亚像素三角形的计算，因为这个对于后面光深化的模块带来不好的性能。然后是背面三角形的一个剔除，我们要在tessellation阶段尽可能的提早的把背面的三角形这种畸形的给它终止掉。然后在tessellation过程中我们对不使用的这种状态我们也尽量不要把它enable起来，这样都是在性能和功耗方面得到一些改善。后面我们还有讲compute shader和fragment shader的可替换性上，在我们某些应用场景上面，如果我们可以用fragment shader,可以实现相同的compute shader 功能的情况下，我们建议大家就用fragment shader,这样避免在GPU内部状态的一个切换。还有就是在我们的compute shader或者向open cl的刻度运行的时候，我们需要对运行的参数进行优化，这里面我们着重讲的就是这个workgroup size。Workgroup size这个大小的变化对这种运算，像compute shader, open cl 的这种运算带来它的性能影响特别大。最后我们会推荐大家用刚才李娟介绍的这个snapdragon profiler 对你的应用做profile,那么可以得到你这个应用的哪些地方的性能还不够好，我们可以进行进一步的优化。同时对这些优化点逐一进行展开介绍。

Qualcomm高级工程师李娟：利用骁龙Symphony优化应用功耗

其间她介绍到这个SDK就是帮助开发者能够应用SoC上的所有运算资源，包括大小核，GPU和DSP。并且它给应用开发者提供了一些API可以控制功耗。并且指定你的任务是在哪个核上运行，在大核或者小核，或者GPU或者DSP上运行。简而言之，它能够帮助用户并行地利用Soc上各个运算资源，并且提供了一套control API来控制你的功耗，已达到performance和功耗的平衡。

Symphony是什么呢？它其实是C++应用层的一些API,它提供给用户一个库文件，调用库文件的一些接口，然后编译到你自己的程序中，就可以实现并行，实现将任务分配到你的mobile设备上，实现power control各个CPU或者GPU的frequency。它是在用户层的。用户层可以来control power，这个还是蛮powerful的一个工具。因为，多数来讲，要想控制功耗，很多只能从系统层，这个工具在develop.qualcomm.com/ software/symphony-system-manager-sdk可以下载，里面有很详细的use guide，还有Sample Code。