Wwise CPU 优化:通用指南

声音设计 / Wwise 小贴士和工具

助力音频创造者也意味着将一些资源方面的责任交到他们手中Wwise作为编辑器和SDK能让您创造一个精益高效的音频环境,遵守最低的CPU预算。另一方面,因为它为用户提供了艺术特色和创作方式的全套武器,所以它也很容易占用很多CPU。因此,为了节约能被游戏用于别处的处理能力,也为了保证流畅的游戏体验,一定要保证高效地使用Wwise。本文旨在帮助程序员和声音设计师找到解决方案,在设计工具或Wwise SDK中赢得宝贵的CPU周期。我们可以确认几个关键要素来确定Wwise是否正以最佳方式使用。本文的重点在于这些关键数据,它们可以在使用Wwise性能分析器时,从Performance Monitor(性能监视器)视图中获取。

第一步是熟悉Wwise Profiling尤其是Performance MonitorProfiling, Troubleshooting and Debugging using Wwise 是很好的一篇该主题的文章

此外,直接在游戏内使用AK::SoundEngine::StartProfilerCapture()自动创建性能分析会话的好方法

当使用Performance Monitor您可以自定义视图设置来用图像显示需要的数值。这个做法在寻找峰值在何处出现时很有用,也可以与Audio Thread CPU%(音频线程CPU%)图进行相关。

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(点击图像放大)

在上面的例子中我们可以看到Audio Thread CPU(音频线程CPU峰值似乎和Number of Transitions/Interpolations(转换/插值数)以及 Number of VoicesTotal)(声部数(总数))相对应

Audio thread CPU
Audio thread CPU是做CPU相关决策的主要参考。它应该被视为Wwise渲染要发送给硬件的最终音频帧所需的时间多少。音频帧大小是在通过AkInitSettings::uNumSamplesPerFrame初始化声音引擎时决定的Windows平台上默认长度是1024个采样点。因为原生采样率是48,000 Hz所以Wwise需要每21.333 ms(就是1,024 / 48,000提交一个音频帧。如果音频线程花21.333 ms来创建一帧,那么在Performance Monitor上它会显示为100% CPU一个很好的做法是将Audio thread CPU占用目标定小于50%这也就意味着填充一帧的时间少于10.666 ms

丢失一个音频帧(或超出100%占用)可能不是单一音频帧的问题,因为Wwise会提前缓冲不止一帧来保证安全。这个叫做Refills数目,在AkPlatformInitSettings::uNumRefillsInVoice中默认为4当所有Refills耗尽,并且音频线程没有足够时间在当前帧渲染另一帧时,就会出现Voice Starvation(声部匮乏)错误。如果它的时间超过了好几,就会导致听得见的声音断档。请注意,当占比小于100%时,Voice Starvation错误是可以在Capture Log(捕获日志)中显示的。这是因为Performance Monitor刷新率为200 ms,有可能错过CPU峰值。

Voice Starvation有三个主要原因:

1) 音频线程(也叫EventManager线程LowerEngine线程)被游戏中的另一个线程抢占——在这种情况下,即使Wwise本身处理的内容不多,所显示的百分比依然会很高。音频线程的默认优先级是Above Normal(高于正常) 让这个线程保持更高的优先级是很重要的有一种好的做法是通过在AkPlatformInitSettings::threadLEngine 中为支持它的平台强制亲和性来让它保持在同一个CPU核心上

2) 游戏在Wwise回调函数中处理内容过多。回调中的锁定也会导致音频线程等待,从而显示为更高的CPU占用。

3) Wwise本身处理内容过多这时仔细监控不同的性能监视数值就变得尤为重要

(实)声部数

实声部数对CPU资源有最大的影响。我们应该最先查看这一数值。对于实声部,多少才是一个比较好的目标呢?这个可能更是一个设计问题,更多在于混音听起来应该如何。在记住每个声部CPU占用量不一样的同时,我们也要知道任何类型游戏中常见的平均数应该在3070个实声部之间。声道数目,应用的内置属性(如LPFHPF、音高),以及使用的不同转码设置,都会影响到每声部的CPU占用。比如,解码Vorbis文件会比解码PCM文件使用更多CPU。谨慎选择转码设置就变得很重要了。


有一种直接减少实声部的方式就是使用Playback(回放)限制、优先级、还有虚声部系统。这一点在Wwise help 以及之后的Wwise 101 course material中都有解释。

(虚)声部数

虽然虚声部是用来保存I/O内存CPU周期的该数目小于500是一个很好的信号,表示游戏正在管理活跃游戏对象和“Number of Active Events(活跃事件数)”,后者也是需要注意的数值。虚声部行为的默认选项应是“Kill if finite, else virtual”。这是最简单也是最高效的虚声部选项。它能保证终止掉没有循环播放的听不见的声部,同时让循环播放的声部继续虚拟循环。

插件总CPU

想要在Performance Monitor中和Advanced Profiler(高级性能分析器)里的Plug-ins选项卡中添加Total Plug-in CPU(插件总CPU),需要在性能分析器设置中激活Plug-in Data(插件数据)选项。这一视图会显示目前活跃的实例数,以及它们使用的CPU有多少。这个活跃插件实例的数目会决定Total Plug-in CPU载荷。插入到Actor-MixerInteractive Music Hierarchy中的Plug-ins会为每个播放的声音创建一个实例。因为同时播放这么多声音会很快升高CPU占用,所以要考虑渲染复选框,在媒体WEM文件本身中“烘培Effect。在总线上应用的Plug-ins只会在每条总线上创建一个实例。因此,使用插件的活跃总线数会对CPU产生实质影响,而不是实际播放的声音数。

插件的另一个对CPU有影响的可变选项是处理的声道数比如在Actor-Mixer Hierarchy内单声道上活跃Effect的三个实例(三声道),相比7.1总线上活跃Effect的一个实例,消耗资源更低。同样,当我们知道所有实例占用的声道总数小于一条总线的声道数时,将Effect插入到Actor-Mixer会更有好处。对所有Effect插件,CPU成本随着需要处理的声道数增加而线性增加。唯一的例外是Reverbs(混响)——它们的每声道成本接近于一条水平线,而且在大部分情况下最好是在Auxiliary Busses上使用。

2-pluginGraph.png

已注册游戏对象数

有些游戏对象可能在长时间内未激活所以一个好的方法就是应用剔除并将其注销这是为了避免经历很长时间来更新清单上对象的位置或其它参数不论是由游戏进行还是在声音引擎本身内进行已注册游戏对象数多少才是最好有些开放世界游戏能让这个数字保持在80以下,而别的开发者决定在某个地图/关卡内让所有对象永久保持活跃,在保持良好性能的前提下让数字达到1000以上。尽管如此,在处理一长串游戏对象的清单时,出现性能问题的可能性还是会更高。此外,当游戏的已注册游戏对象清单短一些时,在Profiling布局中定位问题会更简单

API调用

在游戏中位置声笼或者游戏同步数值多久更新一次?这些调用是分布于若干游戏帧中还是一帧内会有一连串SDK调用?是不是所有游戏对象都需要每帧更新它们的RTPC值?通过在Profiler Settings(Alt+G)中激活API调用选项,您能确认是否在每一帧对Wwise进行了过多或者无用的API调用。

转换/RTPC插值数

对于Performance Monitor,转换(transition,不要和music transition音乐过渡混淆)是依据特定速率/曲线的属性增加或减少。最常见的转换就是在淡变过程中的Volume(音量)。基本上任何由RTPC可控的属性都可以随着时间产生转换,每个转换都需要声音引擎的少量处理。当这个数值超过500时,我们要把它当成CPU峰值的潜在祸首。有个例子可以展现出当使用Game Parameter插值结合内置参数(如Distance)时,创建转换会变得容易;它会在每次游戏对象或听者移动时生成转换。

低端平台和移动端

利用Wwise子平台系统(见 Managing Platforms),结合linking  exclusion 功能在应对不那么强大的处理器时会变得很重要对子平台可能需要更经济地应用以上提到的所有建议比如对于低端移动设备您可能想达到的目标是30个实声部而不是70个,活跃的插件实例也更少。我们也会更常见到利用PCM声音来取得质量和低性能成本的优势,尤其对于短声音或频繁重复声音来说。

 

结论

总的说Wwise内虽然可能有其他因素会对CPU产生影响但以上提到的数值会在CPU优化时给您最大的回报

阿德里安 拉沃伊 (Adrien Lavoie)

客户支持总监Support

Audiokinetic

阿德里安 拉沃伊 (Adrien Lavoie)

客户支持总监Support

Audiokinetic

阿德里安自从2008年4月起一直在Audiokinetic领导客户支持团队。他是一位产品专家,一直致力于指导全球各地的工作室最大程度地利用Wwise。当他没有在时间旅行时,他也喜欢使用最喜欢的声音引擎开发休闲游戏。

 @adrien_lavoie

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