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作者：朱焕焕，图形技术专家
随着 3D 技术的利用越来越多，越来越多的场景能够带来 3D 的形象，比方补充动效、3D 壁纸、游戏等等，给用户带来了更多的乐趣，更丰盛的用户体验。本期，咱们就和大家聊一聊 HarmonyOS 的 3D 渲染引擎。
一、产生背景
已有的 3D 引擎，在游戏、商业、影视等畛域施展了工业设计的作用。为了兼顾跨平台的一致性、升高开发者的应用，这些引擎可能不同的硬件做形象，提供方便的这种对立开发框架，让开发者在开发利用时无需关注硬件平台但带来了便当，在一些轻量级的 3D 场景下却存在利用宏大的规模。问题，并且会耗费过多的内存和耗费。
以 D 壁纸为例，如果应用当初风行的商业渲染引擎来实现，其内存占用图和所需的资源都很大。上面的 1 个展现了活泼的 2D 壁纸和 3D 版本之间的资源耗费比照。能够减小，内存和耗费都大大减少了，这会升高设施的延长时间。
图 1 动静壁纸与动静壁纸的资源耗费比照
为了解决以后支流渲染引擎资源占用过多，问题服务“1+8+N”提早设施的 3D 需要，华为自主研发了全新的轻量级 HarmonyOS 3D 渲染引擎。
二、HarmonyOS 3D 渲染引擎介绍
HarmonyOS 3D 渲染引擎采纳了业界最先进的 ECS（Entity-Component-System，实体 - 组件 - 零碎）渲染引擎架构。缓存对敌对，并且同时实现了多线程并行。
那么基于 ECS 架构的 HarmonyOS 3D 渲染引擎到底怎么样？上面咱们从典型特色、个性列表、性能体现三个方面，带大家理解 HarmonyOS 3D 渲染引擎。
1. 典型特色
HarmonyOS 3D 渲染引擎具备以下特点：
数据驱动
为了思维从新开发的工作量，采纳数据驱动的设计，减少大量配置和批改都不须要编译代码。例如 r 节点图、着色器管道、renderpass 布局、顶点数据申明和后处理等内容。能够通过 json 等文本文件指定，开发者能够通过批改这些配置文件实现渲染流程、减少后处理成果、批改模型形态等操作。
插件机制
在放弃引擎外围代码极少的，提供了十分不便的零碎级扩大反对。例如，在低端设施上，而能够只提供的外围生命，这样合成引擎的双文件极大极小。高端设施上，能够依据须要增加扩大性能插件，比方开发能力、粒子成果等。，能够升高应用程序的耗费，也能够让者轻松构建自定义渲染环境。
高度并行
主动反对渲染并行化。GPU 资源能够依照无锁的形式拜访，开发者无需应用锁，也不必放心资源拜访的多线程竞争问题。
软硬联合
HarmonyOS 与 HISI 芯片的软硬件联结优化，以及华为在 GPU 的长时间积淀，为 3D 利用能效比的晋升技术带来了 Turbo 的重要奉献。
古代图形 API
图形 API 充沛例子了 Vulkan API 的设计思维，可能无效利用 Vulkan 的大量翻新个性，例如多队列、间接渲染、无状态渲染、描述符集等。
- 个性列表
虚拟现实常常应用的渲染引擎，HarmonyOS 3D 渲染引擎曾经反对所有外围性能和常常应用个性，能够满足当初 3D 利用的开发需要。上面咱们就来看看 HarmonOS 3D 渲染引擎反对哪些个性吧：
图 2 反对的个性列表
阐明：图 2 中的“插件零碎”是能够依据须要进行扩大的个性，其余个性则是零碎默认反对的个性。
敬爱的 2，HarmonyOS 3D 引擎除了反对 Java/C++ API 之外，如图所示在 2022 年反对 HarmonyOS 的 JS 开发框架和申明式 UI。前期解决方面，目前反对 FXAA 抗锯齿技术渲染，还反对基于时域的 TAA（Temporal Anti-Aliasing）抗锯齿技术，能力达到更好的显示成果。
三、性能体现
HarmonyOS 3D 渲染引擎主打轻量级，其性能体现重要。
咱们开源我的项目获取了一些规范模型，这些模型常常用于畛域的各种演示测试。基于麒麟 990 平台图形评估这些模型在多个引擎中的性能体现，测试后果如下图所示：
图 3 性能测试后果
开源我的项目：https://github.com/KhronosGro…
从以上测试后果能够完结，HarmonyOS 3D 渲染引擎在内存和耗费上体现都十分杰出。
三、利用示例
HarmonyOS 3D 渲染引擎以后次要日常日常的利用开发者，典型的利用场景是以 2D 为主的利用中嵌入局部的 3D 元素。
目前 3D 渲染引擎曾经建成到 HarmonyOS 中了，上面咱们来看看 HarmonyOS 3D 渲染引擎的几个典型利用示例：
UX 3D 动效：
Qmoji（相机趣味变装）：
3D 壁纸：
四、将来瞻望
本人 HarmonyOS 3D 渲染引擎以后次要的浅量级 3D 利用场景，但其同样反对简单 3D 场景的开发，例如 3D 游戏、车控界面等。为了机器人开发者更好地实现 3D 场景开发，HarmonyOS 将在 202 年推出 3D 场景配套的开发工具，值得期待！
将来，HarmonyOS 3D 渲染引擎以及配套的 3D 开发工具链将随着 HarmonyOS 继续演进，一直拓宽利用场景，继续推动 3D 利用在各种智能设施上的宽泛落地，打造完满富丽丽的数字世界！