編者按 如何讓手游更省帶寬，耗電量更少？渲染或是其中一個可突破的點。本文中，騰訊游戲?qū)W院專家Hailong將從為大家解析TBR渲染架構(gòu)的特點。

什么是TBR？

全稱是Tile Based Rendering，主要用在移動設(shè)備（手機、平板）上的一種渲染架構(gòu)，渲染時將屏幕分割成小塊，分別渲染。每塊大小為16×16 或32×32等（不同產(chǎn)品各不相同），特點是省帶寬，耗電小。

與之對應(yīng)的是IMR（Immediate Mode Rendering），提交的每個渲染要求都會立即開始，這是一種簡單而又粗暴的思路，優(yōu)點缺點都非常明顯，如果不用為性能擔(dān)憂，這種方式會很省事。

片上緩存（On-Chip Buffer)

TBR設(shè)備在GPU內(nèi)部集成有很小的片上緩存（On-Chip Buffer），片上緩存，在渲染時會先將一個Tile內(nèi)的圖像先渲染到片上緩存，然后在拷貝到主顯存中。而IMR渲染則是直接由GPU操作顯存。片上緩存相比于顯存中的Frame Buffer具有更快的訪問速度，但是只有很小的存儲空間（16×16像素或32×32像素）。
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與IMR相比，TBR在GPU上多出一塊片上緩存。
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IMR與TBR在渲染流程上的對比（紅色陰影表示帶寬消耗熱點）

由上圖可以看出，IMR和TBR在帶寬消耗上有比較大的差異，左側(cè)的IMR渲染時，Depth Test和Alpha Test等由于需要頻繁訪問顯存，導(dǎo)致有很大的帶寬消耗。而右側(cè)的TBR渲染方式由于Depth Test和Alpha Test都只需要跟片上緩存交互即可，避免了和顯存之間的帶寬消耗。

Tiling（分塊）

為了能夠按照逐個Tile渲染，在一幀的繪圖指令全部提交完成并經(jīng)過頂點運算后后，會在記錄下每個Tile中對應(yīng)的Triangle List。并保存在FrameBuffer中，等待光柵化時從FrameBuffer讀取相應(yīng)的Tile的TriangleList進(jìn)行處理。
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Resove和Restore

由于GPU的片上緩存的存儲空間非常有限，因此渲染完成一個Tile之后，需要將結(jié)果復(fù)制到FrameBuffer中，這個過程稱作Resove。

如果一幀內(nèi)需要多遍渲染時，在對Tile進(jìn)行渲染的時候往往需要從FrameBuffer中將對應(yīng)Tile中舊的數(shù)據(jù)讀取到片上緩存，這個過程稱為Restore。

Resove和Restore會導(dǎo)致大量的帶寬消耗，需要盡量避免。

如果在渲染過程中需要頻繁的切換FrameBuffer，要注意調(diào)用順序，避免浪費帶寬。
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會導(dǎo)致Resove+Restore的OpenGL ES調(diào)用。
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• eglSwapBuffers
• glBindFramebuffer
• glTexImage2D，glTexSubImage2D,
• glBufferData，glBufferSubData
• glCopyTexImage2D ，glCopyTexSubImage2
• glReadPixels()
• （參考：Adreno_Developer_Guide.pdf第38頁）

實例：為什么在Unity中使用Grap Pass實現(xiàn)屏幕扭曲非常慢?

由于Unity中的Grap Pass是插在渲染過程中的，每渲染一次，游戲買號平臺會調(diào)用一次glBufferSubData,會導(dǎo)致Resorve和Restore。

可能做的優(yōu)化：
等場景全部渲染完之后再在最上層疊加一個扭曲效果。
跟其他后處理合并處理。

實例：關(guān)于后處理

每個后處理會導(dǎo)至少增加一次Resorve。

可能的優(yōu)化：
將多種后處理效果放在一個shader中可以減少Resove發(fā)生次數(shù)。
某些效果低分辨率可以減少帶寬。

實例：實時陰影

Shadow map方式實現(xiàn)的實時陰影，需要首先將攝像機放在光源處，將場景深度渲染到一張紋理上，因此除了draw call的增加外，帶寬的增加也很多。

• 可能的優(yōu)化：
• 使用更小的RT。
• 如果能接受的話，可以嘗試鎮(zhèn)魔曲中影子的做法，即將主角壓扁，用黑色紋理渲出來。

減少帶寬消耗的建議

1、減少頂點數(shù)和圖片尺寸。

2、圖片壓縮（ETC，ATC，PVRTC等）。

3、除界面外，幾乎所有貼圖都建議生成Mipmap（減小帶寬消耗，增加緩存命中）。

4、盡量減少Resove和Restore，盡量減小RenderTexture的尺寸。

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• 全屏后處理
• 實時陰影（shadow map）
• 扭曲
• 實時反射
• 5、優(yōu)化Shader。
• 使用低精度浮點數(shù)

TBR特有的兩個OpenGL ES擴展

1、Framebuffer Fetch

允許Shader中直接訪問片上緩存中當(dāng)前的顏色和深度。

可以用來實現(xiàn)高效的Color Grading、高度霧之類。

2、Pixel Local Storage

允許在片上緩存中存儲和讀取自定義的數(shù)據(jù)格式，大小為每像素128字節(jié)或256字節(jié)。

可以用來實現(xiàn)高效的延遲光照渲染（在片上緩存中保存G-Buffer）。
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的省带宽、耗电小，腾讯游戏学院专家解析手游渲染架构的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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