鸿蒙（API 12 Beta6版）GPU加速引擎服务【自适应VRS】

news/2024/11/8 22:40:37/

XEngine Kit提供自适应VRS功能，其通过合理分配画面的计算资源，视觉无损降低渲染频次，使不同的渲染图像使用不同的渲染速率，能够有效提高渲染性能。

接口说明

以下接口为自适应VRS设置接口，如要使用更丰富的设置和查询接口。

接口名描述
const GLubyte * HMS_XEG_GetString (GLenum name)XEngine GLES扩展特性查询接口。
GL_APICALL void GL_APIENTRY HMS_XEG_AdaptiveVRSParameter (GLenum pname, GLvoid * param )设置自适应VRS的参数。
GL_APICALL void GL_APIENTRY HMS_XEG_DispatchAdaptiveVRS (GLfloat * reprojectionMatrix, GLuint inputColorImage, GLuint inputDepthImage, GLuint shadingRateImage)计算着色率图像。
GL_APICALL void GL_APIENTRY HMS_XEG_ApplyAdaptiveVRS (GLuint shadingRateImage)将着色率图像应用到渲染目标中。
VKAPI_ATTR VkResult VKAPI_CALL HMS_XEG_EnumerateDeviceExtensionProperties (VkPhysicalDevice physicalDevice, uint32_t * pPropertyCount, XEG_ExtensionProperties * pProperties )XEngine Vulkan扩展特性查询接口。
VKAPI_ATTR VkResult VKAPI_CALL HMS_XEG_CreateAdaptiveVRS (VkDevice device, XEG_AdaptiveVRSCreateInfo * pXegAdaptiveVRSCreateInfo, XEG_AdaptiveVRS * pXegAdaptiveVRS )创建XEG_AdaptiveVRS对象。
VKAPI_ATTR void VKAPI_CALL HMS_XEG_CmdDispatchAdaptiveVRS (VkCommandBuffer cmdBuffer, XEG_AdaptiveVRS xegAdaptiveVRS, XEG_AdaptiveVRSDescription * pXegAdaptiveVRSDescription )执行计算自适应可变着色率命令。
VKAPI_ATTR void VKAPI_CALL HMS_XEG_DestroyAdaptiveVRS (XEG_AdaptiveVRS xegAdaptiveVRS)销毁XEG_AdaptiveVRS对象。

开发步骤

本章以GLES/Vulkan图像API集成为例，说明XEngine集成操作过程。

配置项目

编译HAP时，Native层so编译需要依赖NDK中的libxengine.so。

  • 头文件引用

按需引用XEngine的头文件，如使用GLES自适应VRS功能。

#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <xengine/xeg_gles_extension.h>
#include <xengine/xeg_gles_adaptive_vrs.h>

按需引用XEngine的头文件，如使用Vulkan自适应VRS功能。

#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <xengine/xeg_vulkan_extension.h>
#include <xengine/xeg_vulkan_adaptive_vrs.h>
  • 编写CMakeLists.txt

按需引用XEngine的CMakeLists，如使用GLES自适应VRS功能，CMakeLists.txt部分示例代码如下。

find_library( # Sets the name of the path variable.xengine-lib# Specifies the name of the NDK library that you want CMake to locate.xengine
)
find_library(# Sets the name of the path variable.EGL-lib# Specifies the name of the NDK library that you want CMake to locate.EGL
)
find_library(# Sets the name of the path variable.GLES-lib# Specifies the name of the NDK library that you want CMake to locate.GLESv3
)target_link_libraries(nativerender PUBLIC
${EGL-lib} ${GLES-lib} ${xengine-lib})

按需引用XEngine的CMakeLists，如使用Vulkan自适应VRS功能，CMakeLists.txt部分示例代码如下。

find_library(# Sets the name of the path variable.xengine-lib# Specifies the name of the NDK library that you want CMake to locate.xengine
)
find_library(# Sets the name of the path variable.EGL-lib# Specifies the name of the NDK library that you want CMake to locate.EGL
)
find_library(# Sets the name of the path variable.Vulkan-lib# Specifies the name of the NDK library that you want CMake to locate.vulkan
)target_link_libraries(nativerender PUBLIC
${EGL-lib} ${Vulkan-lib} ${xengine-lib})

VRSGLES_103">集成自适应VRS功能（GLES）

自适应VRS功能GLES版本的着色率纹理创建和绑定由特性提供的接口实现。

  1. 调用[HMS_XEG_GetString]接口，查询XEngine支持的GLES扩展信息，如果支持则表示该特性相关接口可以使用。
// 查询XEngine支持的GLES扩展信息
const char* extensions = (const char*)HMS_XEG_GetString(XEG_EXTENSIONS);
// 查询是否支持自适应VRS
if (!strstr(extensions, XEG_ADAPTIVE_VRS_EXTENSION_NAME)) {exit(1); // return error
}
  1. 调用[HMS_XEG_AdaptiveVRSParameter]接口，对自适应VRS的参数赋值。
// renderWidth与renderHeight分别为用户自定义的渲染宽度与渲染高度，此处以800*600分辨率为例
uint32_t renderWidth = 800;
uint32_t renderHeight = 600;
// inputSize为上一帧渲染管线最终渲染的图像尺寸，用户可自定义
GLsizei inputSize[2] = {static_cast<GLsizei>(renderWidth), static_cast<GLsizei>(renderHeight)};
HMS_XEG_AdaptiveVRSParameter(XEG_ADAPTIVE_VRS_INPUT_SIZE, inputSize);
// inputRegion为上一帧渲染管线最终渲染的图像区域，用户可自定义
GLuint inputRegion[4] = {0, 0, renderWidth, renderHeight};
HMS_XEG_AdaptiveVRSParameter(XEG_ADAPTIVE_VRS_INPUT_REGION, inputRegion);
// texelSizes为渲染的分片大小，用户可自定义，当前支持[8, 8]和[16, 16]两种规格
GLsizei texelSizes[2] = {8, 8};
HMS_XEG_AdaptiveVRSParameter(XEG_ADAPTIVE_VRS_TEXEL_SIZE, texelSizes);
// sensitivity为控制生成着色率图像的阈值，用户可自定义，建议取值范围为[0, 1]
GLfloat sensitivity = 0.15;
HMS_XEG_AdaptiveVRSParameter(XEG_ADAPTIVE_VRS_ERROR_SENSITIVITY, &sensitivity);
// flip为判断是否执行图像上下翻转，为true表示不进行图像上下翻转，false则表示进行图像上下翻转，此处以false为例
GLboolean flip = false;
HMS_XEG_AdaptiveVRSParameter(XEG_ADAPTIVE_VRS_FLIP, &flip);
  1. 调用[HMS_XEG_DispatchAdaptiveVRS]接口计算着色率图像。
// inputColorImage为用户自定义上一帧渲染管线最终渲染结果颜色附件纹理 
GLuint inputColorImage; 
// inputDepthImage为用户自定义当前帧渲染管线最终渲染结果深度附件纹理
GLuint inputDepthImage;
// outputShadingRateImage为用户可自定义生成着色率图像信息的纹理
GLuint outputShadingRateImage;
// reprojectionMatrix为用户根据投影矩阵和观察矩阵计算得来的重投影矩阵
float *reprojectionMatrix = nullptr; 
HMS_XEG_DispatchAdaptiveVRS(reprojectionMatrix, inputColorImage, inputDepthImage, outputShadingRateImage);

  1. 调用[HMS_XEG_ApplyAdaptiveVRS]接口，将着色率图像应用到渲染目标中。

    HMS_XEG_ApplyAdaptiveVRS(outputShadingRateImage );

VRSVulkan_166">集成自适应VRS功能（Vulkan）

  1. 调用[HMS_XEG_EnumerateDeviceExtensionProperties]接口，查询XEngine支持的Vulkan扩展列表。
// physicalDevice为vulkan物理设备，用户需进行初始化
VkPhysicalDevice physicalDevice;
// 查询XEngine支持的Vulkan扩展列表
std::vector<std::string> supportedExtensions;
uint32_t pPropertyCount;
HMS_XEG_EnumerateDeviceExtensionProperties(physicalDevice, &pPropertyCount, nullptr);
if (pPropertyCount > 0) {std::vector<XEG_ExtensionProperties> pProperties(pPropertyCount);if (HMS_XEG_EnumerateDeviceExtensionProperties(physicalDevice, &pPropertyCount, &pProperties.front()) == VK_SUCCESS) {for (auto ext : pProperties) {supportedExtensions.push_back(ext.extensionName);}}
}
// 查询是否支持自适应VRS
if (std::find(supportedExtensions.begin(), supportedExtensions.end(), XEG_ADAPTIVE_VRS_EXTENSION_NAME) == supportedExtensions.end()) {exit(1); // return error
}

  1. 声明实例句柄。

    XEG_AdaptiveVRS xeg_adaptiveVRS;

  2. 调用[HMS_XEG_CreateAdaptiveVRS]接口，定义并创建实例。

// m_renderWidth与m_renderHeight分别为纹理采样宽高
int m_renderWidth;
int m_renderHeight;
// VRS_TILE_SIZE为自适应VRS的渲染的分片大小
int VRS_TILE_SIZE;
// vulkan逻辑设备，用户需进行初始化
VkDevice device;
// XEG_AdaptiveVRSCreateInfo为自适应VRS实例句柄对象的参数信息
XEG_AdaptiveVRSCreateInfo xeg_createInfo;
// XEG_AdaptiveVRSDescription为下发绘制着色率纹理命令所需参数信息
XEG_AdaptiveVRSDescription xeg_description;
// VkExtent2D inputSize为上一帧渲染管线最终渲染的图像尺寸，用户可自定义
VkExtent2D inputSize;
inputSize.width = m_renderWidth;
inputSize.height = m_renderHeight;
// VkRect2D为vulkan指定的二维区域结构
// inputRegion为自适应VRS输入纹理区域，用户可自定义
VkRect2D inputRegion {};
// inputRegion.extent.width与inputRegion.extent.height分别为纹理采样宽高
inputRegion.extent.width = m_renderWidth;
inputRegion.extent.height = m_renderHeight;
// inputRegion.offset.x和inputRegion.offset.y为原点偏移量
inputRegion.offset.x = 0;
inputRegion.offset.y = 0;
// xeg_createInfo.inputSize为上一帧渲染管线最终渲染的图像尺寸
xeg_createInfo.inputSize = inputSize;
// xeg_createInfo.inputRegion为上一帧渲染管线最终渲染的图像区域
xeg_createInfo.inputRegion = inputRegion;
// xeg_createInfo.adaptiveTileSize为自适应VRS的渲染的分片大小
xeg_createInfo.adaptiveTileSize = VRS_TILE_SIZE;
// xeg_createInfo.errorSensitivity为控制最终生成着色率纹理结果的阈值，此处以阈值为0.5为例
xeg_createInfo.errorSensitivity = 0.5;
// xeg_createInfo.flip为判断是否执行图像上下翻转，为true表示进行图像上下翻转，false则表示不进行图像上下翻转，此处以false为例
xeg_createInfo.flip = false;
HMS_XEG_CreateAdaptiveVRS(device, &xeg_createInfo, &xeg_adaptiveVRS);
  1. 调用[HMS_XEG_CmdDispatchAdaptiveVRS]接口，下发自适应VRS命令，生成perImage着色率纹理。
// inputColorImageView为用户自定义的上一帧渲染管线最终渲染结果颜色附件纹理
VkImageView inputColorImageView = VK_NULL_HANDLE;
// inputColorImageView为用户自定义的前帧渲染管线最终渲染结果深度附件纹理
VkImageView inputDepthImageView = VK_NULL_HANDLE;
// outputShadingRateImage为用户自定义的生成着色率图信息的纹理
VkImageView outputShadingRateImage = VK_NULL_HANDLE;
// cmdBuff为命令缓冲区，用户需进行初始化
VkCommandBuffer commandBuffer = VK_NULL_HANDLE ;
xeg_description.inputColorImage = inputColorImageView; 
xeg_description.inputDepthImage = inputDepthImageView;
xeg_description.outputShadingRateImage = outputShadingRateImage;// xeg_description.reprojectionMatrix为使用投影矩阵和观察矩阵计算而来的重投影矩阵
xeg_description.reprojectionMatrix = nullptr; 
HMS_XEG_CmdDispatchAdaptiveVRS(commandBuffer, xeg_adaptiveVRS, &xeg_description);

  1. 调用[HMS_XEG_DestroyAdaptiveVRS]接口，卸载VRS实例，清理VRS相关资源。

    HMS_XEG_DestroyAdaptiveVRS(xeg_adaptiveVRS);

最后呢

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总结

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