EVE进化项目：提高游戏帧数，减少CPU占用

致追求性能的克隆飞行员：

最近发布的EVE进化项目日志探讨了Quasar大幅改进网络通信管理的方式，以便更好地发挥SKINR等功能。本文是聚焦EVE进化项目计划的系列开发日志的最后一篇，在此我们将探讨客户端的性能，以及计划在3月发布的图形渲染改进内容。

Trinity

无论是在小巧精致的死亡空间中，还是在有数千名玩家参加的舰队战斗中，都可能发生数不清的意外状况。这就给EVE Online带来了许多独特的技术挑战，影响着游戏的体验和玩法。

“如何在屏幕上显示所有这些内容？”就是其中一项挑战。为此，EVE使用了自己的渲染引擎——Trinity。渲染引擎极其复杂，总的来说，就是要尽可能快地完成大量复杂的计算，使游戏画面更精美，运行更流畅。

Trinity要解决大量可能出现的问题，尤其是计算机硬件方面的问题。有玩家使用陈旧硬件玩游戏，也有玩家几乎每年都会用最新的尖端技术更新系统。这种差异说明，没有适合游玩EVE的“普适型”硬件配置，而且所有此类系统都必须支持渲染。

从玩法角度来看，EVE的游戏风格千变万化。说到渲染，在空间站中进行交易肯定没问题，但要在零安地区航行时被大型舰队进行热空投，这就有些复杂了。游戏必须将大量资产一同载入内存并全部进行渲染，同时还要尽可能保持较高的帧数。

EVE已上线22年，仍在不断增加新资产，这让问题变得更加复杂。十年前增加的图形功能原本只适用于当时的计算机硬件，但在现代硬件上的运行速度会明显加快。鉴于新伊甸中的模型和贴图素材高达数千种，如何在确保不损坏现有资产的同时为EVE实装最新的渲染功能就成为了一项艰巨的任务。

综上所述，对Trinity引擎的改进必须慎之又慎。

性能

在2023 Fanfest上，我们对一些计划中的变革提出了未来设想。其中，GPU驱动管线这项功能是对CPU和GPU的协同工作方式作出的技术改革。按照传统方式，渲染场景需要先由CPU计算出要发送给GPU的内容，再由GPU执行工作。这一点在链接的演示文稿有更详细的介绍，而更现代化的渲染管线可以让GPU完成更多的计算任务，从而减少CPU开销。这么做有以下优势：

• EVE通常是CPU密集型游戏，也就是说CPU才是限制因素，而不是GPU。在这些情况下，释放CPU将大有裨益。

• 这种方法运用了DirectX 12 (Windows)和Metal (macOS)提供的先进功能，大大加快了渲染速度，使现代GPU能够渲染更多帧。

• 这种方法可以轻松地为代码库新增或更改功能，让克隆飞行员可以更快体验到改进效果。此外，美术师向游戏导入新资产的流程也得以简化。

每台电脑的CPU和GPU组合方式各不相同，决定了性能的提升效果。当CPU无法为GPU提供足够数据时，提升效果达到最大。这是EVE的常见问题，就算是配置均衡的计算机也不能避免，原因就在于引擎架构和可能推出的涌现式玩法。这个问题在舰队战斗中就有所体现。由于客户端的CPU负载相当高，即使GPU可以分担更多工作，帧数也还是会下降。

在具有平衡组件的典型计算机系统中，这些变化会带来显著改进。在极少数情况下，将处理速度较快的GPU与处理速度较慢的CPU搭配使用，会让性能的提升效果更为可观。

改进Trinity引擎时会用到“EVE探针”这一特殊工具。它的作用就是保证仅对渲染和音频引擎进行测试。这是一种轻量应用，不含游玩EVE Onlin所需的其他系统，如用户界面、网络协议栈，甚至是键盘和鼠标输入设备！在混乱的实时服务器环境之外，可以用这种方法进行可靠的性能测试。

“死亡魔方”是热度最高的测试场景之一，在之前的开发日志中有所介绍。简单来说，这项测试包括1,000艘均匀分布且固定不动的舰船。它们可以互相射击，视觉效果非常震撼！前后对比很明显，性能的提升效果显著。

测试不同硬件后，我们发现DirectX 12通常能将帧数提高10-30%。在某些情况下还能更高：在一次测试中，AMD 6800XT在4k分辨率上的性能提升了约52%！

macOS的情况稍有不同。2020年，苹果发布了将CPU和GPU集成在同一芯片上的“M1”SoC芯片。与典型的Windows系统相比，这些芯片的CPU和GPU完美匹配，能够展开更紧密的协同工作。此外，大多数macOS用户都拥有高分辨率的屏幕，进一步提升了GPU的性能极限。在高分辨率下（4k及以上），两者的性能表现基本持平；但在低分辨率下（如1920x1200），SoC芯片可以轻松提高25%的帧数。

下面列举了部分系统实例，以及它们在EVE探针最高设置下的性能提升情况：

GTX 1060已推出近9年，因此要求它在最高设置下处理1,000艘舰船信息是相当困难的。降低图形设置通常会进一步提高帧数，因此只需稍作调整，该显卡就能轻松达到60帧。考虑到它的推出年限和需要渲染的内容，这样的表现已经十分出色！

有关性能提升的更新内容计划于3月发布。只需确保启动器已启用DirectX 12即可。如果无法使用DirectX 12，你还可以对DirectX 11进行些许改进。

下一步呢？

要将工作转移给GPU驱动的渲染管线，就必须对Trinity引擎进行重大重构，但可以为未来开发更多功能、提升性能和提高图形保真度奠定良好基础。我们已经在去年的大规模测试中展示了一些改进内容，例如升频和光线追踪阴影。虽然还没准备发布到Tranquility，但这些测试验证了方法的有效性。衷心感谢在去年和上周末参加测试的所有人。你的贡献意义重大！

随着GPU的使用率提高，客户端中受此限制的场景将会更多（即使整体帧数更高）。此时选择升频解决方案将有效提高帧数。更多详情请见后续的开发日志。

聚焦EVE进化项目计划的系列日志到此结束。希望你喜欢这次我们对核心引擎的简要介绍。不要忘记新伊甸一直都在进化发展，并在不断完善和进步。一路顺风，困知勉行。

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