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| 本文作者： 小芹菜 | 2015-11-10 14:10 |
【編者按】知乎上有用戶提問：用Android系統做出的游戲主機為何與XBOX、PS的游戲體驗相去甚遠？雖然這幾年看到不少國內外廠商都在嘗試開發Android游戲主機，但實際體驗卻遠不如傳統游戲主機XBOX、PS，即使曾被給予厚望的OUYA也最終慘淡收場。那么，Android系統作出的游戲主機體驗真的如此嗎？本文作者為斧子科技CEO王峰，對此，他根據自身實踐經驗提出了不同的看法，作為這個行業的從業者，即便是一家之言，也有其值得反思的地方，希望本文能給游戲玩家們一個參考。
隨著我們斧子科技計劃推出“戰斧”電視游戲主機的消息逐漸被大家所關注，關于我們采用Android系統做游戲主機是否合適的討論也越來越多。目前市場上基于Android系統做游戲主機的公司，基本上是將目前的Android移動游戲直接移植到電視平臺上，而市面上鮮有優質的移動游戲，可以很好地支持專業電視游戲平臺上的產品表現，所以這一大批Android游戲盒子基本沒有獲得市場成功，沒有能力對市場上現有或者潛在專業主機游戲玩家產生拉動。
游戲主機產品的成敗，除去必須要考慮的游戲機性能和硬件體驗外，很大的程度上是靠優質游戲內容來帶動的。斧子科技在創辦之初就是奔著專業電視游戲主機方向去的，所以我們直接在目前XBOX和PS平臺級的合作廠商中尋找專業主機游戲內容，把它們移植到我們自己開發的基于Android系統的平臺環境上來。但很多人對基于Android系統運行的游戲主機抱有很多質疑，針對這些問題，我將我在斧子科技硬件設計、系統軟件以及游戲移植等研發團隊過去一年里摸索和實踐中形成的看法，做一個簡要地整理，分享出來，與諸位探討。
其實，Android和PS4、Steam所采用同的OS一樣，也是基于Linux內核開發的操作系統，能夠很好地完成CPU調度、內存管理和其他硬件資源的管理等OS最基本的任務。衡量其作為專業游戲主機的OS是否靠譜，就要從對圖形API的支持能力、應用執行效率以及系統環境的兼容性和穩定性三個方面考慮。具體觀點，我們在下文細說。
一、首先來談談玩家最為關心、直接影響游戲畫質的圖形API問題
圖形API代表了不考慮硬件限制的情況下，理論最高畫面水平。例如我們用Microsoft DirectX 9的API，就算用現在性能最好的顯卡，也不可能做出一個Microsoft DirectX 11的畫面出來。
很多人對Android的圖形API規格上還停留在OpenGL ES 2.0的時代，由于OpenGL ES 2.0 API的限制，使圖形芯片的特性無法得到發揮。這個期間，主流的商業游戲引擎不得不放棄一些高級渲染技術。
2014年11月，Google發布的Android 5.0開始支持 OpenGL ES 3.1+AEP，2015年8月份SIGGRAPH 2015圖形大會上，Khronos組織正式發布了新一代的OpenGL ES 3.2移動圖形規范，支持渲染多個緩沖區，有了浮點、深度、頂點等紋理格式和新版本的GLSL著色語言，還增加了引擎開發人員期待已久的MSAA Render To Texture。
我們回顧一下，在2014年Google IO大會上，UE4引擎在搭載了NVIDIA Tegra K1芯片的Android設備上的表現，就有了以下四點明顯進步：
1．得益于支持渲染到多個緩沖區，引擎采用了延遲渲染技術，能夠支持更多的實時動態光照，同時有了MSAA Render To Texture，GBuffer的鋸齒問題能夠更有效地解決。
2. 有了浮點紋理的支持，HDR效果的實現更加方便。
3. 深度紋理的支持，讓紋理陰影實現更快速，留出更多的空間提升陰影質量。
4. 人物角色材質精細，采用多層細節紋理、法線貼圖和環境貼圖讓金屬質感表現得更好。
商業引擎方面，現在常用的游戲引擎如Unity、Unreal等對Android也是非常的友好。如自帶打包工具鏈、提供運行時性能消耗分析等功能。
另外，NVIDIA的Tegra K1和X1直接支持跨平臺的圖形程序接口OpenGL 4.4，對游戲開發商來說跨平臺移植門檻和成本都會降低。
二、再來看受到不少玩家質疑的Android執行效率低、跑不了好游戲這個問題
執行效率指的是軟件能不能百分百發揮出硬件應有的能力。如果效率低，硬件的性能只能用出一半，那么同樣的畫面，原來能有40FPS，可能現實就只能跑到20FPS。
手機上一般的App由于對性能要求不高，為了開發方便，更多使用Java，由于Java虛擬機的存在，性能是受到一定的影響。
但是，對于性能要求高的應用，特別是游戲，都不會大量使用Java虛擬機，而通過NDK直接調用原生C/C++的庫、代碼和圖形API，所有的游戲引擎包括Unity、Unreal都是這樣。這種類型的應用執行效率并不低，與游戲在PS、XBOX或者PC的系統下運行表現并無區別。
所以，只要硬件性能帶得動，Android不會成為問題。
有人要問了，既然Android執行效率并不低，為什么現在大家看到的Android手游畫面質量都普遍不高呢?
一方面是因為手游開發商需要盡可能多適配中低端手機，加大潛在受眾的量。另一方面是手游要考慮手持設備耗電量和發熱的問題，畫面做的好但是只能玩幾分鐘然后設備就發燙沒電，這是不能接受的。
而且，由于目前手游生命周期都比較短，絕大部分開發商出于商業上的考慮，不會花大量時間精力去把畫面做到極致，不符合投入產出比。
所以不能用目前看到的手游圖形質量去衡量一個專門為了TV Console所適配的特定硬件產品的圖形表現能力。
這也是為什么我們“戰斧”游戲主機暫時將精力集中于引進和移植專業主機游戲內容，而不會在這個階段就引進原生移動游戲的技術原因之一。
在移動端，Android系統的穩定性和兼容性一直都飽受爭議，那么在游戲主機平臺是否也會出現類似問題呢?
三、在游戲主機平臺，Android系統如何？
操作系統的穩定性兼容性，影響游戲主機的運行流暢程度，是作為操作系統給用戶帶來的直觀感受之一。
在移動端，Android系統表現出的不穩定和兼容性問題并不是Android系統軟件設計的問題，而是受Android生態系統的碎片化和開放性影響，加上Android陣營的開源體系（開源給任何硬件開發商，授權開發商做任意改動）造成的Android系統在移動終端表現不穩定。
Google的 Android系統對所有硬件廠商開放，每年基于Android的硬件數不勝數，硬件設計都不一樣，廠商還各種深度定制自己的ROM，而且系統不會強制升級，要做到軟件兼容性好是非常難的。質量不能保證的軟件裝得多了系統穩定性也就不能保證了。
相反，做硬件出身的Apple，他們采用的生態系統更為封閉，每年2到3款硬件且系統環境相似度非常高，系統只升不降，所有軟件只能從其獨有的官方商城下載，所以穩定性更高。
游戲機行業跟手機不一樣，生態是個閉環的，不管是微軟、索尼還是任天堂，都只能在自己的硬件上玩在自己平臺上發行的游戲。主機平臺硬件型號比Apple更少，游戲主機系統軟件版本目前也是強制升級，保證不會有硬件和系統的碎片化問題。主機平臺游戲數量比iOS App Store里應用的數量都要少，能夠保證每一款主機平臺上的游戲都經過充分的測試和檢查和優化。
所以，雖然“戰斧”游戲機基于Android系統，但我們所建立的生態，更類似于蘋果iOS、微軟XBOX及索尼PlayStation那樣的閉環生態，即每款游戲都需要經過游戲主機硬件軟件大量優化和嚴格測試，系統行為也為游戲機深度定制優化。沒有用戶在主機上安裝大量的各種安卓應用，就不會有Android系統在移動設備上所出現的兼容性和穩定性的問題。
最后，我們談談針對Android游戲主機的游戲優化問題
大家常常把已經面世的Android游戲主機（一系列的盒子，包括華為、中興、OUYA 等）不盡人意的游戲體驗問題，簡單歸結成Android系統的問題，實在是一個不小的認知誤區。但實際上，游戲內容的移植和優化才是真正影響了Android游戲主機的游戲體驗的關鍵所在。
我們目前已經團隊在著手游戲優化方面的工作，一方面靠我們自己的技術力量，一方面靠我們的內容合作伙伴。我們也在繼續加大投入，這方面的人才，大部分都在一線的PC游戲公司的技術隊伍里，要對熟悉系統底層和游戲引擎，非常難找。
熟悉游戲主機的都知道，主機硬件性能是比不上同期頂配的PC的，但是由于游戲的優化很到位，所以整體表現能力上并不遜色。游戲移植過程中的優化工作，都包括哪些呢？
下面舉些關于游戲優化工作的例子。
在資源利用方面，有些游戲不能把多核CPU盡量都用起來，負載都集中在1、2個進程里，部分CPU忙不過來，達不到理想的游戲體驗，部分CPU空載，造成資源浪費。對游戲進行優化后，系統可以更加合理地分配資源，調動出最佳的CPU性能，從而改善游戲體驗。
在優化繪制方面，如果多使用紋理圖集，并盡量將相同類型物體集中一次性繪制，可以顯著降低對底層圖形程序接口的調用，進而提高游戲效率。
而將文本格式轉化為二進制、用最佳貼圖壓縮格式、壓縮網格體和動畫數據等則可以減少游戲加載時間。
當然，游戲優化的難度不低，不僅依賴游戲優化團隊對系統底層和硬件的充分了解，還需要耗費大量的時間和人力。尤其是國際上3A級別的大作，或者是使用自研的、對Android沒有良好支持的引擎所開發的游戲作品更加如此。再加上傳統主機游戲開發商和開發團隊一般不熟悉Android，所以成功引進和移植一款3A大作到Android游戲主機是非常困難的，需要得到游戲大廠認可和雙方大量的資源投入，針對Android游戲主機的硬件配置對游戲進行優化。我們曾披露的同日本光榮特庫摩公司（KT）之間的戰略合作，就屬于這個范疇。
這是我們目前面臨的最大挑戰之一。
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