XR性能功能

介绍针对XR的各种性能优化。

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因为XR的渲染要求极高，所以虚幻引擎（UE）引入了专用于XR的多种性能优化和新渲染模式。以下文档将介绍这些功能以及如何在UE XR项目中使用这些功能。

可变速率着色和固定注视点渲染

可变速率着色（Variable Rate Shading，VRS） 是较新的GPU才支持的功能，它提供各种方法来调整一个或多个渲染目标中像素的着色速率。任何设置中的默认着色率都是1:1，也就是说1次像素着色器调用应用于屏幕上的1个目标像素。如果采用VRS，则可以指定其他着色率，具体包括1x2、2x1、2x2、2x4、4x2和4x4。举例来说，对于2x2着色率，单次像素着色器调用会处理一组2x2像素（4个像素），而对于4x4，单次像素着色器调用会处理4x4的像素组（16个像素）。

可以基于每个材质应用着色率，也可以通过着色率图像附件（通过Tier 2 VRS）应用着色率。

固定注视点渲染（Fixed Foveated Rendering） 技术可以利用VR头戴设备中基于图像的VRS来调整目标的着色率，从而降低视图边缘的着色率。因为光学失真，GPU在接近图像边缘的位置会丢失越来越多的像素细节，所以通过应用距离图像中心越远着色率越低的VRS图像，可以提高性能，而可以感知的图像质量退化却很小。

固定注视点使用通过计算着色器生成的附件：

FixedFoveation.jpg

两侧的中心（黑色）区域对应每个立体视图的中心；越暗的区域着色率越高，黑色是全着色率（1x1，每像素调用一次像素着色器），在x和y轴上都是深红色为半速率（2x2，每4个像素调用1次像素着色器），略浅的红色为四分之一速率（4x4，每16个像素调用1次像素着色器）。

对基础通道和透明通道应用VRS附件后，其初步结果显示很有潜力。目前这仍处于概念验证阶段，它可以应用于除基础通道和透明通道以外的其他地方。

项目设置

要访问VRS设置，请从主菜单转到 编辑（Edit）> 项目设置（Project Settings）。然后，在 项目设置（Project Settings） 窗口中，转到 引擎（Engine）> 渲染（Rendering）> VR。

vrs-settings.png

控制台变量

你可以使用以下控制台变量：

变量

描述

r.vrs.Enable

跨引擎启用或禁用VRS（基于材质的VRS和任何基于图像的活动VRS）。

r.VRS.EnableImage

仅启用或禁用基于图像的VRS。如果已启用和支持每材质VRS，它仍将起作用。

vr.VRS.HMDFixedFoveationLevel

HMD 固定注视点渲染质量和性能设置。

vr.VRS.HMDFixedFoveationDynamic

启用或禁用是否应根据GPU使用情况调整固定注视点级别。

已知限制

  • 仅适用于支持DirectX 12和VRS Tier 2的Windows设备、支持Vulkan和VK_KHR_fragment_shading_rate扩展的Windows设备以及Oculus Quest。

  • 与NVIDIA的DLSS不兼容。

  • 目前不支持眼球追踪中心点渲染。

实例化立体

引入了实例化立体渲染（Instanced Stereo Rendering）以帮助减少XR在UE中的性能影响。通过选中 编辑（Edit）> 项目设置（Project Settings）> 引擎（Engine）> 渲染（Rendering）> VR 下的 实例化立体（Instanced Stereo） 选项，可以启用该功能。

Instanced Stereo enabled in VR settings

点击图片查看大图。

启用 实例化立体（Instanced Stereo） 渲染后，需要重新启动引擎并重新编译着色器。 基础通道和Early-Z通道适用于静态网格体、骨骼网格体、Sprite粒子和启用了该功能的网格体粒子（串行和并行渲染路径）。 实例化立体（Instanced Stereo） 目前可在PC（DirectX）和PS4上运行，在最初的4.11版本之后支持其他平台。 下面的视频展示VR中的标准立体渲染与VR中的实例化立体渲染。

移动设备的多视图支持

某些（受支持的）移动设备现在可以支持VR多视图。移动多视图类似于可用于桌面PC的实例化立体渲染，通过在移动设备的CPU上为立体渲染提供优化路径来执行工作。要启用此功能，需要执行以下操作：

此功能尚处试验性质，仅适用于基于Mali的新型GPU。随着此功能的成熟，以及对更多移动设备提供支持，此警告将删除。

  1. 在主工具栏（Main Toolbar）中，转到 编辑（Edit） > 项目设置（Project Settings），打开编辑器的项目设置（Project Settings）。

  2. 然后，转到 引擎（Engine） > 渲染（Rendering） > VR，然后查找 移动多视图（Mobile Multi-View） 选项。

  3. 启用移动多视图（Mobile Multi-View）选项，然后重新启动虚幻引擎使更改生效。

    Enable mobile multi-view in the VR settings

要使此功能正常工作，需要设置Android构建设置，如下所示：

  • 确保在 Android > 构建（Build） 分段中启用了 支持OpenGL ES2（Support OpenGL ES2）。

  • 确保 移动HDR（Mobile HDR） 和 实例化立体渲染（Instanced Stereo Rendering） 都被禁用。

  • 目前，移动多视图仅适用于基于Mali的新型GPU。

  • 如果打包的项目启用了这个功能，但是没有兼容的GPU，它会在运行时被禁用。

前向渲染

ForwardRenderingBanner.png

虚幻引擎默认使用延迟渲染器，因为它的功能最全面，渲染功能更多。 然而，延迟渲染器存在一些权衡，可能不适用于所有 VR 项目。 前向渲染 提供更快的基线和更快的渲染通道，可在 VR 平台拥有更好的性能。 前向渲染不仅速度更快，相较于延迟渲染器它还拥有更多抗锯齿选项，带来更为清晰明快的显示效果。

有关此功能的更多信息，请参阅前向着色渲染器文档。

性能分析

要追踪对VR来说性能成本过高的资产，需要在项目的整个生命周期内尽可能多地分析项目在CPU和GPU上的操作。

  • GPU分析（GPU Profiling） ——要激活GPU分析器，只需在运行项目时同时按 Ctrl + Shift + ,（逗号键）。按下这些键后，会出现一个新窗口，外观类似于下图所示。 GPU Visualizer

  • GPU分析（GPU Profiling） ——分析项目在CPU上的操作比对GPU的分析更复杂。要了解有关如何执行分析的更多信息，请参阅性能分析器文档。

后期处理设置

因为XR的渲染要求极高，许多默认启用的高级后期处理功能应该被禁用，否则项目 性能可能受到影响。要在项目中完成此操作，需要执行以下操作。

  1. 如果关卡中还没有后期处理（PP）体积，请添加它。

  2. 选择PP体积，并在 后期处理体积（Post Process Volume） 分段中，启用 无限范围（无边界）（Infinite Extent (Unbound)） 选项，以便将PP体积中的设置应用于整个关卡。

    ![Enable unbound option for the post process volume(enable-unbound-post-process-volume.png)

  3. 展开 后期处理体积（Post Process Volume） 的 设置（Settings），然后通过启用该属性浏览每个分段，从而禁用所有活动的PP设置；单击相应设置，将值从默认值（通常为1.0）设置为 0，从而禁用该功能。

    Lens flare intensity is enabled and set to zero

    执行此操作时，无需点击每个分段并将所有属性设置为0。而应该首先禁用真正起重要影响的功能，如镜头光斑（Lens Flares）、屏幕空间反射（Screen Space Reflections）、临时抗锯齿（Temporal AA）、SSAO、泛光（Bloom）以及其他任何可能对性能有影响的功能。

标签
XR
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