相比于单机游戏，一款多人VR游戏可能遇到更多挑战，比如用户基础、运行速度、体验感等等。在Quest带领下，VR用户人数持续增长，多人VR游戏的春天似乎已经开始，VR吃鸡游戏《Population：One》上线Quest仅几个月时间，营收就已经突破1000万美元。
据青亭网了解，《Population：ONE》首发时的刷新率达到72FPS，地图面积1x1千米，支持24个玩家同时竞技。实际上，72FPS是Quest 1的最高刷新率，而Quest 2最高可提升至120FPS，因此未来该作是否将支持更高的刷新率也值得期待。
有了足够的用户基础后，那么如何流畅、快速运行大规模的VR游戏地图，则曾为该作开发者BigBox VR致力于解决的问题。在不久前举行的FC大会期间，BigBox与Meta VR内容团队的开发者关系工程师Cristiano Ferreira一起，分享了开发多人VR游戏的建议和经验，值得开发者们借鉴。
据悉，Ferreira主要负责帮助开发者提升VR游戏的运行速度、流畅性，让VR游戏的刷新率达到Quest标准。而《Population：One》美术与技术负责人Greg Chudecke，过去20年一直从事优化、编写游戏的引擎和工具，曾为PS 3、Gear VR开发游戏。另一位Gabe Brown则是BigBox联合创始人。
Brown表示：我们为Quest 1研发的VR游戏原型，成为了后来《Population：ONE》更新迭代的基础。在迭代过程中，我们总结了十项经验：
1，Quest端渲染架构：基于图块的渲染架构TBR（Tile-based render）对比即时模式架构IMR（immediate mode rendering）
《Population：ONE》开发团队的宗旨是，“根据硬件去优化，而不是与之对抗”。因此，为了在Quest一体机上流畅运行多人VR游戏，该作采用了TBR渲染架构，好处是简化了整个渲染流程，而且渲染质量高、节省算力、运行速度更快、降低散热。
不过，TBR架构的渲染效果受到带宽限制，因此显存架构也需要基于图块，而不是实时运行完整的系统存储。
IMR为一体式系统，每一帧都直接渲染、运行设备显存。而TBR则是仅渲染每一帧调用的像素，而且每一帧还会分成多个图块，分别渲染。TBR架构分为两部分，即分块和渲染。换句话说，TBR适用于移动设备，而IMR则是传统台式机采用的GPU架构。
2，降低Drawcall次数和渲染状态变化（Setpasses），也与TBR渲染架构有关
Chudecke表示：渲染游戏过程中每次Drawcall所需的时间不同，与渲染状态的变化程度有关。为了减少渲染状态变化，开发团队采用了一种单一的着色器（Uber Shader）。此外，该作的光照模型仅采用一个定向光线。也就是说将画面中的各种变量固定，这样渲染状态将只有一次变化。
3，分层细节级别渲染系统（HLOD）
Chudecke表示：HLOD系统是在Quest上流畅运行大规模VR场景的关键。HLOD系统指的是，大规模网格模型组通常具备较少的细节，而单独的网格模型则具有更多细节，所以前者drawcall次数更少。
而为了批量渲染大规模VR环境，开发者将游戏的背景分成多个网格组（一次drawcall可替代每个独立网格模组的drawcall次数），进一步降低drawcall，从而提升渲染效率。
此外，远处的场景通常不那么清晰，因此不需要渲染那么多细节和色彩。换句话说，《Population：ONE》在VR玩家眼前用Uber着色器来渲染画面细节，而远处则只用Uber着色器来渲染顶点。远近不同程度的细节可以自然融合，就像是在现实生活中，人眼前的画面比远处要更清晰。
4，优化主线程：使用Burst Complier优化渲染流程，多线程渲染
将一些计算任务交给服务器，然后串流至VR客户端中，比如第三人称角色动画，以及手肘、手、头部的反向动力学计算等等。不过，这种方案需要考虑到带宽占用率。
《Population：ONE》采用了一个自定义的贴图、粒子系统，该系统的特点是仅在GPU上运行，通过计算着色器来渲染。
5，将渲染任务分配给多帧图像
Ferreira表示：Quest 1刷新率足够高，可达72Hz甚至高达90Hz。因此，或许可以将VR游戏渲染任务分配给多个图像帧。通常，VR游戏的默认刷新率在30-60fps之间，而大多数商用游戏引擎默认每一帧图像都更新。不过，开发者可以手动设置图像更新频率，比如每三帧更新一次等等。
在《Population：ONE》中，开发者尽量限制动态目标的更新率，也就是说每帧主线程的LOD（细节级别）变化限制在1到2次，以避免卡顿、延迟。此外，游戏角色的更新频率也根据距离有所变化，1公里远的角色比玩家附近的角色更新频率更少，这样的好处是节省带宽，同时提升刷新率。虽然不是每帧画面都更新，但大多数肉眼难以察觉。
6，GPU实例化
一次Drawcall调用多种像素，好处是省去驱动验证的时间。只需要一组由多块模型组成的网格就能渲染树木、窗户等物体。
7，严格控制内存占用率
Brown表示：为移动VR平台开发内容的另一个挑战是，需要严格控制内存使用率。Quest采用了一种共享的内存模式，也就是说系统和图形缓存都使用同一个存储空间。因此，如果不严格控制内存占用率，VR游戏将很快用尽VR一体机的缓存。
于是，BigBox利用Unity引擎的addressables框架来降低VR游戏的内存占用率，原理是在线下异步载入资源，以控制载入、卸载资源的时间。Brown表示：addressables框架深度集成在《Population：ONE》角色、枪支的资产流程中。
8，避免后期特效渲染，这是出于对GPU存储的考虑，而且TBR框架还得重新设置
同时，也不支持抗锯齿、固定注视点渲染优化功能，视觉效果无法提升。
建议优化VR中移动时遮挡余光视觉的阴影，即：从边缘至视觉中心透光度逐渐增强，也就是说最边缘完全不透光，而到了视觉中心阴影越来越透明，与中间的视觉自然过渡。不过，如果渲染这种效果的每一个像素成本较高，也许可以设置两个网格，一个是纯黑的，另一个半透明（去除中间注视点位置），两个网格根据距离来调整中间透光区域的大小。
9，测试基准是关键
早期，为了测试《Population：ONE》的基准，BigBox邀请到18人测试这款游戏，每天游戏时长达8小时。为了减少测试时间，BigBox定制了18台用于测试游戏的Quest 1（集成录制游戏过程的摄像头），可以将基准测试时间降至20分钟，是原来的五分之一。此外，BigBox还使用机器人来测试游戏。
10，利用Oculus提供的RenderDoc来验证VR游戏渲染方式的有效性，优化应用
该工具为开发者提供多项验证指标，包括图块热图、图块时间线、性能统计数据等等。参考：FB
关键词： vr游戏 boxvr population:one
