游戏兼容性测试神器---虚拟显卡

   2D/3D端游显卡兼容性测试神器---虚拟显卡，通过模拟指定显卡型号的特性，从而在一台物理配置机上模拟其他型号的显卡，通过虚拟显卡的方式，极大的方便测试,问题定位及修复。

       背景：3D端游兼容性的一直都是游戏或引擎厂商的难点，而显卡的兼容性占到很大的比重（据统计目前85+%的兼容性问题为显卡兼容性）。因为众多的显卡型号（目前外网上报有1100+），而不同的显卡往往支持的功能特性（DX Caps）有所不同，就需要针对不同的特性提供相应的实现方案。但往往特性复杂且众多（DX Caps组合情况下达到150000+），如下所示：

       所以在实现某个3D特效或功能时，难以在前期做到全面覆盖显卡Caps特性。而在内部测试时，难以覆盖大量的显卡型号，导致外网玩家由于兼容性问题，会遇到功能显示异常、黑屏、花屏甚至崩溃，严重影响游戏体验，同时也减少了用户量。但因为玩家的环境不易构造（显卡较老、或者非主流显卡），导致部分问题往往长期无法定位及修复。

       应用场景：

       1，游戏3D相关功能新增或变更时，需要对兼容性进行测试，而又缺乏大量的硬件环境，或者需要快速进行验证时，即可用虚拟显卡模拟相应的显卡，很方便地进行测试，且有利于敏捷开发流程。

       2，外网出现兼容性问题，但又难以找到玩家相应配置的显卡时，即可使用虚拟显卡快速进行验证，并且会给出相应的问题原因。

       操作简便，只需选择相应的显卡，无需其他环境配置，正常启动游戏，即可模拟在该显卡上进行测试，如下图所示：

       以轩辕传奇为例，轩辕传奇在真实的物理显卡Radeon X1300/1500上阴影渲染异常，如下图所示：

       如上图所示，阴影渲染为块状，而正常的阴影如下图所示：

       在可以正常渲染的显卡上，利用虚拟显卡模拟Radeon X1300/1500显卡，此时阴影的渲染如同在真实的Radeon X1300/1500显卡上，如下图所示：

而且还可以给出具体的兼容性原因，如下图所示，原因为Radeon X1300/1500不支持格式为D3DFMT_R16F时的D3DUSAGE_QUERY_POSTPIXELSHADER_BLENDING，导致在Blending时失败，最终阴影渲染异常。

       虚拟显卡不仅可以快速方便（几乎为零成本）的构造相应的显卡环境，便于进行快速的测试或验证，而且还能准确地提供问题的原因。

       4.1创新点

       1）从Caps层面实现虚拟显卡

       从显卡兼容性的主要原因出发（从目前公司所有3D端游显卡兼容性问题原因统计，85+%是由于DX Cap使用不当导致），通过模拟指定显卡的Caps（150000+）信息，以及控制游戏对所有DX API（250+个API）的使用，从而达到在虚拟显卡上游戏的渲染效果。

       2）自动分析问题原因

       一般在定位兼容性问题原因，先要分析渲染中使用了那些较高级的Caps或者不常用的Caps，结合问题显卡的Caps，再逐步分析渲染流程，这一过程往往耗时较久，而通过虚拟显卡可以自动对比分析，而得出问题原因，极大的方便了开发同事修复。

       4.2同行业对比

       据了解目前行业内没有同类的方式，在DX Caps层实现虚拟显卡，从而方便测试以及问题原因定位。在显卡兼容性测试领域，已申请了两项国家技术专利，属行业首创。

       5.1创新点主要来源

       1）兼容性测试之痛---硬件环境搭建困难重重，部分显卡（显卡较老、或者非主流显卡）难以找寻，且大量的硬件导致成本较高。

       2）测试周期较长，数GB大小的客户端拷贝、拔插显卡及重装驱动、网络环境的配置，都需要较长的时间，也不适宜敏捷流程，而且需要一定的人力成本。

       3）一般兼容性测试反馈的信息，往往只有现象描述（截图、测试环境等），且开发也不便于构造测试环境，造成对问题定位困难，最终导致一些兼容性问题长期无法解决。

       5.2创新的实现目标

       1）方便快速搭建测试环境，在一台物理配置上快速、方便地模拟其他型号的显卡。

       2）尽量准备准确定位兼容性问题的根本原因，在DX API及Caps级别定位，方便开发同事能够快速修复。

       虚拟显卡的核心原理：接管游戏对所有Direct API的调用，根据显卡数据库中Caps，控制游戏对Direct API的使用，从而达到模拟在特定显卡的渲染实现。并根据游戏对Direct API的使用信息，以及特定显卡的Caps信息，反馈具体是哪些Caps以及API使用不当导致渲染有误。总体架构图，如下图所示：

  6.1关键点实现

       游戏正常的实现流程为：游戏引擎调用Direct3D提供的API，DX API再通过硬件抽象层（HAL，Hardware Abstraction Layer）来实现显卡硬件所能提供的特性，进而由驱动程序向显卡发送命令，并实现最终的绘制。而采用虚拟显卡时的实现流程如下图所示：

虚拟显卡网络图如下：

       基本原理：通过接管3D引擎对所有DirectAPI的使用，从中提取出有关Caps的使用，并根据特定显卡的Caps信息重塑3D引擎对DirectAPI的使用，从而模拟3D引擎在特定显卡上的表现。以及在出现问题时，输出详细的DirectAPI以及Caps使用不当信息。

  7.1产品意义

   1，节约大量测试时间，提供便捷的测试环境，缩减项目的开发周期，且为敏捷流程提供保障。并节约了大量的硬件及人力成本。

       2，提供显卡兼容性自动化测试的技术支撑，便于3D引擎实现自动化测试显卡兼容性。

       3，提供准确的兼容性问题原因（DX_API及Caps使用不当），便于开发快速修复。

  7.2 对未来展望

       目前已推广到互娱品管中心、工作室、引擎技术中心。也有对第三方游戏公司提供合作支持。后续会推向业界，帮助游戏行业解决显卡兼容性测试、定位及修复难题。