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HarmonyOS 自适应 VRS OpenGL ES 版：降低 GPU 负载的另一种选择

什么是自适应 VRS

上一篇我们介绍了用 Vulkan 实现自适应 VRS，这篇来看看用 OpenGL ES 怎么做。功能是一样的：自动分析画面，对不同区域使用不同的渲染精度，从而降低 GPU 负载。

简单回顾一下 VRS 的原理：人眼对画面中心的细节更敏感，对边缘区域不太在意。VRS 就是利用这个特点，重要的地方精细渲染，不重要的地方粗糙渲染，既保证视觉效果又提高性能。

环境搭建

硬件要求

• 设备类型：请参考 XEngine 开发指南的硬件要求

软件要求

• DevEco Studio 版本：DevEco Studio 6.0.0 Release 及以上
• HarmonyOS SDK 版本：HarmonyOS 6.0.0 Release SDK 及以上

搭建步骤

1. 安装 DevEco Studio：去华为开发者官网下载安装
2. 配置开发环境：确保网络环境正常
3. 设备调试：使用真机进行调试

项目结构

├── entry/src/main // 代码区 │ ├── cpp │ │ ├── types │ │ │ ├── libnativerender │ │ │ └── index.d.ts // native层接口注册文件 │ │ │── napi_init.cpp // native api层接口的具体实现函数 │ │ │── CMakeLists.txt // native层编译配置 │ │ │── 3rdParty // 三方件 │ │ │── common // 通用接口 │ │ │── model // 模型 │ │ │── file // 文件管理 │ │ │── libs // 三方动态库 │ │ │── manager // native&arkts交互 │ │ │── render // 渲染 │ │ │── shader // 渲染shader │ ├── ets │ │ ├── entryability │ │ │ └── EntryAbility.ts // 程序入口类 │ │ ├── pages │ │ │ └── index.ets // 主界面展示类 │ ├── resources // 资源文件目录 │ │ ├── base │ │ │ ├── media │ │ │ └── icon.png // 图片资源 │ │ ├── rawfile/model/Sponza │ │ │ └── sponza.obj // 模型资源

第一步：引入头文件

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

这些头文件的作用：

• cstring、cstdlib：C++ 标准库
• xeg_gles_extension.h：XEngine 的 OpenGL ES 扩展接口
• xeg_gles_adaptive_vrs.h：自适应 VRS 的核心接口

第二步：配置 CMakeLists.txt

find_library( xengine-lib xengine ) find_library( EGL-lib EGL ) find_library( GLES-lib GLESv3 ) target_link_libraries(nativerender PUBLIC ${EGL-lib} ${GLES-lib} ${xengine-lib})

链接了xengine、EGL和GLESv3三个库。

第三步：查询设备是否支持

constchar*extensions=(constchar*)HMS_XEG_GetString(XEG_EXTENSIONS);if(!strstr(extensions,XEG_ADAPTIVE_VRS_EXTENSION_NAME)){exit(1);// return error}

和 Vulkan 版本一样，先检查设备是否支持自适应 VRS。OpenGL ES 的查询方式更简单，直接调用HMS_XEG_GetString获取扩展列表字符串，然后用strstr查找。

第四步：设置 VRS 参数

这是自适应 VRS 的配置步骤，需要设置多个参数：

设置输入尺寸

uint32_trenderWidth=800;uint32_trenderHeight=600;GLsizei inputSize[2]={static_cast<GLsizei>(renderWidth),static_cast<GLsizei>(renderHeight)};HMS_XEG_AdaptiveVRSParameter(XEG_ADAPTIVE_VRS_INPUT_SIZE,inputSize);

设置输入图像的尺寸，就是上一帧渲染结果的大小。inputSize是一个包含宽高的数组。

设置输入区域

GLuint inputRegion[4]={0,0,renderWidth,renderHeight};HMS_XEG_AdaptiveVRSParameter(XEG_ADAPTIVE_VRS_INPUT_REGION,inputRegion);

设置输入图像的采样区域。inputRegion是一个包含 4 个元素的数组：起始坐标 (x, y) 和宽高。从 (0, 0) 开始，大小等于渲染分辨率，表示处理整个图像。

设置分片大小

GLsizei texelSizes[2]={8,8};HMS_XEG_AdaptiveVRSParameter(XEG_ADAPTIVE_VRS_TEXEL_SIZE,texelSizes);

设置 VRS 的分片大小。画面会被分成很多小块，每块独立决定渲染精度。当前支持两种规格：

• [8, 8]：8x8 像素一块，精度高但计算量大
• [16, 16]：16x16 像素一块，精度低但性能好

设置误差敏感度

GLfloat sensitivity=0.15;HMS_XEG_AdaptiveVRSParameter(XEG_ADAPTIVE_VRS_ERROR_SENSITIVITY,&sensitivity);

设置误差敏感度阈值，取值范围 [0, 1]。值越小，越倾向于高精度渲染；值越大，越倾向于低精度渲染。0.15 是一个比较保守的值，画质影响很小。

设置翻转选项

GLboolean flip=false;HMS_XEG_AdaptiveVRSParameter(XEG_ADAPTIVE_VRS_FLIP,&flip);

设置是否翻转图像。false表示不翻转。

第五步：生成着色率纹理

GLuint inputColorImage;GLuint inputDepthImage;GLuint outputShadingRateImage;float*reprojectionMatrix=nullptr;HMS_XEG_DispatchAdaptiveVRS(reprojectionMatrix,inputColorImage,inputDepthImage,outputShadingRateImage);

调用HMS_XEG_DispatchAdaptiveVRS生成着色率纹理。参数说明：

• reprojectionMatrix：重投影矩阵，用于处理相机运动。如果相机不动，传nullptr
• inputColorImage：上一帧的颜色纹理，就是渲染出来的彩色画面
• inputDepthImage：深度纹理，记录每个像素离相机有多远
• outputShadingRateImage：输出的着色率纹理，GPU 会根据它决定每个区域的渲染精度

第六步：应用着色率纹理

HMS_XEG_ApplyAdaptiveVRS(outputShadingRateImage);

最后调用HMS_XEG_ApplyAdaptiveVRS把着色率纹理应用到渲染目标中。之后 GPU 在渲染下一帧时，就会根据这个纹理来决定每个区域的渲染精度。

自适应 VRS 的整体工作流程如下：

VRS 参数配置的决策流程：

OpenGL ES 版和 Vulkan 版的区别

对比一下两个版本：

主要区别：

1. API 风格：OpenGL ES 版用函数参数设置，Vulkan 版用结构体设置
2. 资源管理：OpenGL ES 版不需要显式销毁实例，Vulkan 版需要
3. 命令提交：Vulkan 版需要通过命令缓冲区提交，OpenGL ES 版直接调用

选择哪个版本取决于你的应用已经在用哪个图形 API。

适用场景

自适应 VRS 特别适合以下场景：

• 3D 游戏：画面复杂，有很多区域可以降低精度
• VR/AR 应用：对帧率要求极高
• 图形渲染应用：需要稳定帧率的场景

注意事项

1. 设备支持：不是所有设备都支持自适应 VRS，一定要先查询扩展
2. 分片大小：8x8 精度高但性能开销大，16x16 性能好但精度低，要根据实际需求选择
3. 误差敏感度：sensitivity要根据画面质量要求来调整
4. 重投影矩阵：如果相机在移动，需要传入正确的重投影矩阵

总结

OpenGL ES 版本的自适应 VRS 和 Vulkan 版本功能相同，核心流程：

1. 查询设备是否支持
2. 设置参数（输入尺寸、分片大小、误差敏感度等）
3. 调用HMS_XEG_DispatchAdaptiveVRS生成着色率纹理
4. 调用HMS_XEG_ApplyAdaptiveVRS应用着色率纹理

如果你的应用已经在用 OpenGL ES，用这个版本会更方便。如果用的是 Vulkan，就用 Vulkan 版本。