《腾讯游戏开发精粹Ⅲ》是腾讯游戏研发团队不断积累沉淀的技术结晶，是继 2019年推出《腾讯游戏开发精粹I》和《《腾讯游戏开发精粹II》后的诚意续作。本书收录了 21 个在上线项目中得到验证的技术方案，深入介绍了腾讯公司在游戏开发领域的新研究成果和新技术进展，涉及人工智能、计算机图形、动画和物理、客户端架构和技术、服务端架构和技术及管线和工具等多个方向。本书适合游戏从业者、游戏相关专业师生及对游戏幕后技术原理感兴趣的普通玩家。

第1章  适用于MOBA游戏的帧同步移动预表现方案\t1
1.1  网络游戏的客户端预表现技术\t1
1.2  帧同步及客户端预表现原理\t2
1.2.1  帧同步的原理与流程\t2
1.2.2  逻辑与表现分离\t3
1.2.3  客户端预表现基本流程\t5
1.3  帧同步下的移动预表现实现方案\t6
1.3.1  预测移动的基本表现要素\t8
1.3.2  移动预表现与技能衔接处理\t8
1.3.3  预测位置的修正\t10
1.3.4  墙体和动态阻挡\t14
1.4  移动手感指标与实验\t15
1.5  总结\t17
第2章  基于网格的视野技术方案\t18
2.1  实现及原理\t19
2.1.1  离线处理\t21
2.1.2  运行时处理\t25
2.1.3  渲染迷雾\t28
2.2  性能优化\t29
2.2.1  内存优化\t30
2.2.2  计算性能优化\t32
2.3  总结\t33
第3章  移动端App集成UE的实践\t34
3.1  移动端App集成UE简介\t34
3.1.1  价值、意义和对手机QQ相关技术的影响\t34
3.1.2  线上数据和成果展示\t35
3.2  UE的SDK化之旅\t35
3.2.1  启动器改造―集成移动端App的关键起点\t36
3.2.2  针对移动端App特点的引擎生命周期改造\t41
3.3  针对移动端App需求的引擎很好轻量化\t44
3.3.1  包体优化：二进制代码文件\t44
3.3.2  包体优化：资源文件\t46
3.3.3  内存优化\t52
3.4  应用功能的展示\t58
3.4.1  QQ秀\t58
3.4.2  游戏\t59
3.4.3  聊天表情录制\t60
3.5  总结\t60
第4章  UE的Dedicated Server优化实践\t61
4.1  DS管理优化\t61
4.1.1  游戏服务架构\t62
4.1.2  SeedDS模式优化方案\t64
4.1.3  MultiWorld模式\t69
4.2  Tick优化\t74
4.2.1  引擎层Tick优化\t74
4.2.2  逻辑层Tick优化\t78
4.2.3  Tick优化小结\t79
4.3  网络层优化\t79
4.3.1  网络同步简介\t80
4.3.2  DirtySystem的构建\t80
4.3.3  网络相关性优化\t83
4.4  业务层优化\t87
4.4.1  动画优化\t87
4.4.2  OverlapEvents实现分析和性能优化\t90
4.5  总结\t92
第5章  深入剖析高性能游戏数据库TcaplusDB的存储引擎\t93
5.1  数据库存储引擎概述\t93
5.2  LSH存储引擎的整体架构\t94
5.2.1  LSH存储引擎的设计思想\t94
5.2.2  LSH存储引擎架构设计\t95
5.2.3  存储引擎的读写删流程\t97
5.3  LSH存储引擎的实时自适应设计\t99
5.3.1  LSH存储引擎的rehash\t100
5.3.2  LSH存储引擎进行数据整理\t102
5.4  引擎线程模型及动态负载均衡\t105
5.4.1  TcaplusDB的线程模型\t105
5.4.2  动态负载均衡算法\t105
5.5  总结和展望\t107
第6章  面向游戏的服务网格：Tbuspp2\t108
6.1  微服务架构模型简介\t108
6.2  游戏后台对服务网格的能力需求分析\t109
6.2.1  游戏与Web服务后台运行模式的差异\t110
6.2.2  为什么需要Tbuspp2\t110
6.3  Tbuspp2设计\t113
6.3.1  系统架构\t113
6.3.2  领域建模\t114
6.4  Tbuspp2核心实现机制\t118
6.4.1  信令、数据独立信道，支持高效可靠信息交换\t118
6.4.2  两级队列模型，提供功能扩展弹性\t120
6.4.3  按需路由同步，从容支持大规模集群\t122
6.4.4  Stateful Group治理，全面支持游戏后台需求\t123
6.5  总结\t128
第7章  混合语言程序的混合调用栈火焰图\t129
7.1  混合语言程序\t129
7.2  混合调用栈火焰图\t130
7.2.1  性能热点与火焰图\t130
7.2.2  原生调用栈获取问题\t131
7.2.3  脚本调用栈获取问题\t132
7.2.4  混合调用栈获取问题\t134
7.2.5  混合调用栈火焰图监控服务\t135
7.3  目标进程的调试控制\t137
7.4  快速获取跨进程原生调用栈\t140
7.4.1  优化Linux平台的原生调用栈获取\t140
7.4.2  优化Windows平台的原生调用栈获取\t144
7.4.3  addr2func的查询优化\t146
7.4.4  Linux平台中UE的堆栈获取\t148
7.5  安全获取跨进程脚本调用栈\t150
7.5.1  获取执行环境指针\t151
7.5.2  模拟调用栈回溯\t154
7.6  合并脚本调用栈与原生调用栈\t157
7.7  优化混合调用栈统计数据编码\t158
7.8  混合调用栈火焰图获取总结\t162
第8章  出海游戏的LQA工业化\t163
8.1  LQA工业化背景简介\t163
8.2  LQA工业化的过程及方法\t166
8.2.1  LQA工业化的提取阶段\t168
8.2.2  LQA工业化的翻译阶段\t170
8.2.3  LQA工业化的合入阶段\t171
8.2.4  LQA工业化的测试阶段\t175
8.2.5  LQA工业化的大版本合并阶段\t179
8.3  总结\t182
第9章  在TPS类游戏中应用可微渲染进行资源转换与优化\t183
9.1  在TPS类游戏中应用可微渲染简介\t183
9.2  背景知识\t184
9.2.1  什么是可微渲染\t184
9.2.2  可微渲染的光栅化实现\t185
9.2.3  可微渲染在游戏和虚拟现实行业中的应用\t187
9.2.4  TPS类游戏的特点\t187
9.3  基于可微渲染进行资源转换与优化的一般框架\t189
9.4  可微渲染器的实现\t190
9.4.1  可微渲染器基本功能的实现\t190
9.4.2  游戏方面的修改与扩展\t194
9.5  材质拟合相关处理\t196
9.5.1  观察视角相关内容的处理\t196
9.5.2  材质的处理\t198
9.5.3  材质转换之后的效果\t200
9.6  网格的处理\t202
9.7  总结与展望\t204
第10章  DirectX Shader Compiler适配UE4移动平台\t205
10.1  着色器与变体\t205
10.1.1  移动平台性能评估标准\t205
10.1.2  DirectX Shader Compiler\t207
10.2  适配UE\t208
10.2.1  OpenGL ＆ Vulkan RHI适配\t208
10.2.2  Metal RHI适配\t211
第11章  大规模复杂场景下光照烘焙面临的挑战及解决方案\t219
11.1  光照烘焙的背景与现有解决方案\t219
11.2  光照烘焙中大规模光源的管理方案\t221
11.2.1  单个光源的选取\t222
11.2.2  单个光源的采样\t227
11.2.3  基于多重重要性采样的样本融合\t228
11.2.4  方案的收益\t229
11.3  烘焙中复杂光路下的采样优化\t230
11.3.1  一种基于GPU实现的空间方向树的自适应路径引导算法\t230
11.3.2  基于时空蓄水池的路径重采样算法\t237
11.4  烘焙中的降噪器优化\t241
11.4.1  基于双边滤波的自研光照贴图降噪器\t241
11.4.2  结合双边滤波的Optix降噪器优化\t246
第12章  光照烘焙中基于GPU实现的接缝修复方案\t247
12.1  光照烘焙及接缝问题简介\t247
12.2  相关背景知识\t248
12.2.1  关键术语\t248
12.2.2  光线追踪\t249
12.2.3  联合双边滤波\t249
12.2.4  SVGF\t250
12.3  工业界现有光照烘焙接缝修复方案\t251
12.4  实现细节\t252
12.4.1  Seam Finder Pass\t252
12.4.2  Seam Filter Pass\t255
12.5  接缝修复效果对比\t257
12.6  总结\t259
第13章  VRS在移动端的集成与实践\t260
13.1  VRS概述\t260
13.2  VRS介绍\t260
13.2.1  VRS的概念\t261
13.2.2  VRS的原理\t261
13.2.3  VRS的作用\t262
13.3  着色率控制方式\t263
13.3.1  Per-Draw\t263
13.3.2  Per-Triangle\t263
13.3.3  Per-Region\t264
13.4  VRS中Per-Draw的集成\t265
13.4.1  UE4中的VRS材质\t266
13.4.2  VRS中的基元组件\t270
13.4.3  VRS中的渲染硬件接口\t273
13.5  VRS中Per-Draw的实践\t276
13.5.1  将VRS用于具有低频细节材质的物体\t276
13.5.2  将VRS用于快速移动的物体\t277
13.5.3  将VRS用于近处的物体\t279
13.6  总结与展望\t281
第14章  基于帧预测的移动端高帧率性能优化技术\t282
14.1  解决思路\t283
14.2  生成预测帧的方法\t285
14.2.1  使用深度在屏幕空间还原场景网格\t287
14.2.2  顶点的重投影及走样的修复\t289
14.2.3  帧预测的实现\t292
14.3  适配帧预测的管线\t298
14.3.1  以“渲染帧-预测帧”为一对的渲染管线\t298
14.3.2  直接在渲染线程插补中间帧的渲染管线\t300
14.4  适配帧预测管线的负载均衡方案\t301
14.4.1  管线的渲染负载均衡\t302
14.4.2  成对渲染管线中Game线程游戏逻辑的跳帧更新及
负载均衡方案\t304
14.5  优化效果与总结\t313
第15章  基于UE4的开放世界地形渲染\t315
15.1  开放世界地形渲染简介\t315
15.2  方案背景\t316
15.3  方案设计思路\t316
15.4  地形着色方式\t318
15.4.1  Weightmap着色\t318
15.4.2  MaterialID着色\t319
15.4.3  Hybrid MaterialID着色\t319
15.4.4  MaterialID编辑工具\t320
15.5  地形渲染管线\t321
15.5.1  UE4中的Landscape渲染流程\t322
15.5.2  GPU Driven Terrain渲染流程\t323
15.5.3  CPU端技术细节\t324
15.5.4  GPU端技术细节\t326
15.6  效果收益与性能分析\t332
15.6.1  测试场景\t332
15.6.2  Metal平台性能数据\t333
15.6.3  OpenGL ES平台性能数据\t333
15.7  总结\t335
第16章  游戏中的特别天气渲染\t336
16.1  游戏中的天气\t336
16.2  认识风暴云\t337
16.3  中央气旋分析与建模\t338
16.3.1  风暴位置与大小\t339
16.3.2  风暴眼的形态\t340
16.3.3  风暴流动与旋转\t345
16.3.4  风暴眼的垂直结构\t349
16.3.5  风暴色彩与氛围\t351
16.4  流体模拟\t352
16.4.1  流体在数学上的表达\t353
16.4.2  密度场扩散过程\t354
16.4.3  体积云的流体模拟\t356
16.5  体积散射与风暴云光照\t358
16.5.1  光照方程\t358
16.5.2  相函数\t360
16.5.3  风暴云光照\t362
16.6  闪电与内部光照\t365
16.6.1  闪电光照拟合\t365
16.6.2  闪电形态\t366
16.7  环境交互\t367
16.7.1  投影\t368
16.7.2  自定义缓冲\t368
第17章  移动端贴图压缩优化\t371
17.1  ZTC纹理压缩\t371
17.2  移动端常见压缩格式回顾\t371
17.2.1  ETC1\t372
17.2.2  ETC1s\t374
17.2.3  ASTC\t374
17.2.4  PVRTC\t376
17.2.5  ETC1和ASTC的问题\t377
17.3  ZTC格式设计\t377
17.3.1  支持更多的块尺寸\t378
17.3.2  块分区\t378
17.3.3  Endpoint Direction（PCA）优化\t379
17.3.4  亮度码本修订\t380
17.3.5  RGBA格式的压缩\t380
17.3.6  基于双线性插值的编码\t381
17.4  ZTC数据计算\t382
17.4.1  优化base color\t383
17.4.2  匹配partition\t383
17.4.3  边界拟合\t383
17.4.4  ZTC转码ASTC\t384
17.4.5  未来的工作\t385
17.5  ZTC测试\t385
17.5.1  RGB\t386
17.5.2  Normal\t386
17.5.3  RGBA\t387
17.6  总结\t388
第18章  显存管理\t389
18.1  内存管理\t389
18.1.1  内存碎片\t389
18.1.2  内存分配算法\t390
18.2  通用显存管理\t392
18.2.1  为什么要实现通用显存管理\t392
18.2.2  VMA介绍\t393
18.2.3  VMA显存分配\t393
18.2.4  VMA显存碎片整理\t402
18.3  专用显存管理\t403
18.3.1  GPU Driven显存管理需求\t403
18.3.2  GPU Driven显存分配\t404
18.3.3  显存碎片整理\t406
第19章  基于Vulkan Ray Query的移动端光线追踪反射效果\t409
19.1  移动平台的光线追踪特性简介\t409
19.1.1  支持光线追踪的图形API\t410
19.1.2  光线追踪管线和光线查询\t410
19.2  基于光线查询的材质系统\t411
19.2.1  现有实现及其局限性\t412
19.2.2  可见性缓冲区\t414
19.2.3  材质系统的实现\t415
19.3  光线追踪反射\t422
19.3.1  世界空间法线纹理和Thin GBuffer\t423
19.3.2  实现原理\t425
19.3.3  结果与分析\t428
19.4  总结\t429
第20章  移动端全局光照演变的思考与实践\t430
20.1  什么是全局光照\t430
20.2  静态光照烘焙\t431
20.2.1  光照贴图\t431
20.2.2  光照探针\t432
20.2.3  静态光照烘焙的局限性与优势\t433
20.3  基于预计算传输的全局光照\t434
20.3.1  如何让光照动起来\t434
20.3.2  预计算辐射传输\t434
20.3.3  数据存储的优化\t435
20.3.4  基于预计算的半动态GI的局限性\t436
20.4  动态全局光照SmartGI\t437
20.4.1  移动端全动态GI方案的挑战\t437
20.4.2  已有全动态GI方案的分析\t437
20.4.3  使用混合架构实现全动态GI的基本框架\t438
20.4.4  使用屏幕空间数据做光照缓存\t439
20.4.5  使用体素化数据做光照缓存\t440
20.4.6  使用离散图元做光照缓存\t442
20.4.7  多光照缓存的收集\t444
20.4.8  全动态GI的性能优化\t446
20.4.9  全动态GI的渲染效果\t452
20.5  未来的展望与思考\t455
20.5.1  GI算法的持续迭代\t455
20.5.2  移动端硬件能力的持续演变和提升\t456
第21章  动作匹配及神经动画技术\t457
21.1  背景介绍\t457
21.1.1  自然动画的目标\t459
21.1.2  骨骼动画\t460
21.1.3  游戏动画中的根骨骼\t460
21.1.4  骨骼动画中的正向动力学\t461
21.1.5  骨骼动画中的反向动力学\t462
21.1.6  游戏动画中的状态机\t464
21.2  动作匹配\t465
21.2.1  动作捕捉中的数据采集\t467
21.2.2  设计动作捕捉中的数据采集的脚本\t468
21.2.3  未来轨迹的预测\t469
21.2.4  动作姿态特征提取\t471
21.2.5  运动数据的混合\t472
21.2.6  动作匹配技术总结\t473
21.3  基于学习的动作匹配\t473
21.3.1  匹配数据的神经网络压缩\t473
21.3.2  将动作匹配中涉及的三个网络进行连接\t474
21.3.3  神经相位动画技术\t475
21.4  游戏动画中的多风格技术\t481
21.4.1  游戏动画中的多风格及数据采集\t481
21.4.2  多风格网络设计\t482
21.4.3  风格效果\t484
21.5  小结\t485
第22章  深度照片还原――Light Stage人像数字扫描管线\t486
22.1  人像扫描介绍\t486
22.2  拍摄\t488
22.2.1  Light Stage拍摄\t488
22.2.2  LookDev拍摄\t489
22.3  数据处理\t491
22.3.1  Light Stage数据处理\t491
22.3.2  LookDev数据处理\t493
22.4  三维重建\t495
22.4.1  点云匹配\t495
22.4.2  模型重构\t496
22.4.3  贴图映射\t496
22.5  美术制作\t496
22.5.1  模型清理\t497
22.5.2  模型包裹\t498
22.5.3  PBR贴图生成\t499
22.5.4  细节纹理贴图\t499
22.5.5  高模制作\t502
22.5.6  烘焙\t503
22.5.7  贴图制作\t503
22.6  LookDev\t506
22.6.1  毛发制作\t506
22.6.2  光照环境匹配\t509
22.6.3  Maya Arnold\t513
22.6.4  Unreal Substrate\t516
22.6.5  Unreal MetaHuman\t520
22.7  总结\t526
第23章  语音驱动的面部动画生成算法\t527
23.1  解决方案与核心技术\t527
23.1.1  面部动画驱动技术\t528
23.1.2  口型表情动画生成技术\t528
23.2  基于音素方案的实现流程\t531
23.2.1  总体流程\t531
23.2.2  音素、视素、动作单元的概念\t532
23.2.3  从音频文件到口型动画的基础实现\t538
23.2.4  解决协同发音的难题\t542
23.3  其他辅助效果\t547
23.3.1  与情绪的结合\t547
23.3.2  手势、挑眉、身体姿态的配合\t548
23.3.3  最终效果\t551
23.4  总结\t552