研发实战一：如何通过RenderDoc优化Quest应用

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用RenderDoc来优化Quest应用

（映维网 2019年12月11日）Oculus开发者关系团队的其中一个主要任务是帮助开发者优化游戏，令其能够有效地支持所有的Oculus硬件。所述团队中的开发者关系工程师克里斯蒂亚诺·费雷拉（Cristiano Ferreira）曾为数款Quest首发内容提供了帮助。日前，他撰文介绍了如何通过RenderDoc来优化你的Quest应用，包括如何轻松将其集成至你的工作流程，相关的基础知识，以及允许你在未来利用这项有用工具的技巧经验。下面是映维网的具体整理：

RenderDoc是一项用于窥视应用渲染机制幕后情况，从而确定事情是否按预期进行的优秀工具。对于商用游戏引擎，实际的渲染代码要么是隐藏，要么难以通过于各种内置子系统来解密。如果能够看到引擎是如何确定场景在单帧中的渲染方式，何乐而不为呢？欢迎使用RenderDoc。

当你通过RenderDoc捕获一帧时，它会按照帧的发出顺序记录所有图形API命令和资源，然后再播放它们，这样你就可以判断事情是否按照预期进行。RenderDoc同时可以帮助你大致了解GPU执行绘制需要多少时间和绘制逻辑组（由调试标记表示）。由于基于图块的渲染的性质，数字本身并非100％精确，但彼此之间足够准确。换句话说，你看到的不是“这个绘制调用花费了1.34毫秒”，而是能够查看所有绘制，并发现覆盖类似像素量的1.34毫秒绘制要久于0.2毫秒绘制，然后再确定用于生成所述绘制的asset和管道状态是否足够优化。

关于RenderDoc的另一个关键要点是，它完全免费，并且开源。你应始终使用最新的公共稳定版，从而确保工具纳入了所有的新功能，错误修复和性能优化。具体请访问官方的RenderDoc下载页面，并选择适用于你所选择平台的副本。

注：本文将随时间推移而动态地增删补充。

1. 开始使用RenderDoc

我们先来快速过一遍首次打开RenderDoc后的基本窗口项目。在棋盘格主窗口的上方，你会看到一系列的标签。以下是每个项目的简要概述：

1. Timeline（时间线）:能够直观地显示不同阶段（不透明，透明，天空盒，early-z，阴影通道等）所花费的时间。它同时会显示渲染目标的读/写，所以你可以快速查看生成帧的方式是否会产生成本昂贵的解析成本。
2. Event Browser（实践浏览器）:列出帧的所有API调用，并且用调试标记标签分开逻辑绘制组。在这里选择绘制会根据情景填充/更新所有其他选项卡（纹理查看器和网格查看器等）.RenderDoc tabbed functionality
3. Texture Viewer（纹理查看器）:显示所选绘制的输入纹理和输出纹理（RT）。单击单个纹理可以查看其格式/分辨率/可用的MIPS/MSAA级别等。
4. Pipeline State（管道状态）:选择任何管道状态以查看绑定资源的所有属性和材质属性（透明度/混合状态和纹理/采样器等）。
5. Mesh Viewer（网格查看器）:在本地空间查看输入网格，从而确定正在进行绘制的是哪个绘制。你同时可以看到顶点数目（对于验证LOD系统非常有用），屏幕空间中的后投影视图和顶点属性等。
6. Launch Application（启动应用）:选择要运行并附加到RenderDoc host的应用程序。如果你选择的情景是“Local”，则可以在计算机执行应用程序。如果选择的情景是“Remote：Oculus Quest”，你将获得设备可用包的列表。
7. Resource Inspector（资源检查器）:显示渲染目标，临时缓冲区，纹理，着色器和网格等所有GPU相关资源的列表。
8. Statistics（统计数据）:显示你的绘制次数和GPU内存使用情况等。

2. 将RenderDoc附接到Oculus Quest

在命令提示符中运行adb devices命令时，请确保其枚举。第一次通过USB数据线连接Oculus Quest时，头显内会提示你允许从主机访问。为了确保稳定性，我建议使用USB 2.0 A到USB-C或专用的Oculus Link数据线。如果你看到设备，则设备应该在RenderDoc窗口左下角的情景菜单中可用。从列表中选择Oculus Quest，等待几秒钟，系统将会RenderDoc捕获层APK传输到设备，并让客户端连接到远程情景的服务器。

3. 启动并将RenderDoc附接到你的游戏/应用

要启动应用程序，请转到正确的选项卡“Launch Application”，然后单击“Executable Path”旁边的小图标。这将打开一个文件浏览器，而你在其中可以看到可执行文件，或者如果是Oculus Quest，它将显示设备所有可用的APK。如果你在本地（PC），你同时可以设置工作目录（如果它与默认目录不同）。

单击右侧的“Launch”按钮以启动附接RenderDoc的应用程序。（注意：需要是项目的Development Build才能进行附加）。

4. 捕获一帧

要进行帧捕获，只需点击“Capture Frame(s) Immediately”按钮。然后，RenderDoc将拦截针对图形情景的所有调用和asset等，并将它们保存在.rdc文件中。提示，如果出现问题，请遮住面罩附近的接近传感器。有时，我会贴上一条胶带，这样我在进行分析和优化时可以继续使用设备。如果在接近传感器检测到头显处于关闭状态时进行帧捕获，这将会导致生成空帧。你生成的文件将显示在“Captures collecte”部分。如果退出RenderDoc，我总是习惯将捕获的内容保存到桌面，这样可以方便以后重新加载。如果是使用Oculus Quest时捕获，则.rdc文件需要传输到主机PC，这可能需要更长的时间。

注意：如果你正在为Oculus Quest开发内容，并且在捕获时应用程序崩溃，这通常意味着系统内存已用完（可以查看RenderDoc日志，从而确保问题所在）。当在设备上进行RenderDoc捕获，必须保证足够的可用内存来支持应用的内存需求，renderdoc捕获层的内存需求，以及保存生成的.rdc文件所需的内存。下面是减少游戏内存占用量以进行捕获的技巧：

1. 将版本设置成最低的纹理分辨率：Unity提供一个全局选项，可使八分之一纹理大小并启用纹理流式传输
2. 在优化阶段，移除场景的额外加载以代替完全卸载和完全加载。
3. 尽可能移除所有音频。

5. 调查你的捕获

1. 获取概述：我通常会首先打开“Statistics”选项卡以查看我发出了多少绘制调用。这同时会告诉我正在使用的GPU内存量，并且提供一个直观的细分。
2. 可视化绘制/时间：接下来，打开“Texture Viewer”选项卡，打开“Overlay”菜单中的“Highlight Draw Call”选项，单击“Gather Timings (clock)”按钮，最后在“Output”纹理部分中选择“Render Target”。这样做会为我提供每个绘制调用的相对定时，并帮助我找出花费时间最长的绘制调用。我可以在“Event Browser”中单击任何调用，并在“Render Target”查看器中突出显示。
3. 优化：这时，我将寻找具有最高定时的绘制，并尝试确定原因。着色器过于复杂吗？输入资源属性设置不正确吗？我的渲染顺序异常吗？

6. 总结

我们已经介绍了将RenderDoc附加到Oculus Quest游戏或应用程序的基本知识，后面我们就以继续深入探索。我们很快将发布后续的博文，从而帮助你进一步了解硬件和软件堆栈，并为应用程序提供最佳的渲染方法和设置。如果你想挖掘更多的RenderDoc资源，请务必查看官方的RenderDoc网站和文档。你可能同时会发现其他方便的入门资源，包括简介，快速入门指南和Android使用指南。