UE材质效果回归平台

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背景

酷家乐的UE中台项目,期望打造统一的酷家乐数据到UE(Unreal Engine,即虚幻引擎)的数据中台,已实现将酷家乐场景转换为UE场景,其中一个重要能力就是将场景内材质数据(vrscene)转换为UE材质格式。通过转换为UE材质后,该材质数据可以被UE引擎识别,用于具体的UE场景中。

由于项目前期UE材质转换算法存在大量效果问题,UE4中台将渲染效果的优化调整为项目当前阶段的核心目标。但另一方面项目前期的UE材质效果评估链路很长。从调整算法后部署材质服务,到确认渲染效果并输出报告,整个操作链路耗时可能长达半小时以上,非常影响算法同学工作效率。

架构设计

初版架构

为了解决UE材质效果验证的低效问题,我们在与相关人员对齐需求概要后,设计出了材质回归平台第一版的架构,涉及的相关服务方包括:

  • 渲染回归平台:负责材质渲染测试数据、回归任务状态的管理
  • 材质中台:酷家乐的材质处理中台,处理UE材质转换业务(UE材质转换算法就搭载于该服务中)
  • 离线计算中台:酷家乐的离线计算业务中台,负责离线计算任务的调度工作
  • 离线计算集群:由离线计算中台管理的服务器集群,负责执行定制化的离线计算任务,如图片渲染任务

材质回归平台整体架构设计:

  1. 回归平台触发材质中台批量材质UE格式转换
  2. 材质中台通知回归平台UE材质可用
  3. 回归平台携带UE材质信息,向云计算平台提交一个UE材质渲染任务
  4. 云计算中台将调度其下的计算集群,创建定制的windows容器下载指定UE材质并执行渲染,然后上传渲染图
  5. 回归平台收到UE材质的渲染图,通过PSNR和SSIM算法,对比材质转换前后渲染图的差异,得出差异值;同时通过像素差异对比,输出图片差异可视化图像

方案调整

这套方案依赖的docker镜像是一个定制化的windows镜像,预期将包含UE渲染工具和一个渲染图上传工具。然而在前期容器构建调试过程中,我们遇到容器无法识别GPU硬件问题。

而UE渲染工具对GPU设备有强依赖。在一段时间探索确认win容器方案当下不可行之后,我们调整了系统架构设计。新架构的业务流程中,发生较大调整的是原先的云计算中台部分被替换为一台搭载GPU的真实windows物理机,调整架构之后整体的材质回归任务流程如下:

需求迭代

由于UE4中台项目工期非常紧迫,在材质回归平台的早期调试阶段,UE业务方就积极参与试用并提出了很多新需求.

材质转换本地化

回归平台加快了材质回归验收速度,UE算法工程师对转换算法迭代速度加快,这时他们迫切希望能将材质转换中台相关能力本地化部署,方便工程师直接修改算法并部署回归。由此我们对平台需求做出调整并开发新功能,落地了材质转换本地化需求:

  1. 本地物理机部署材质转换服务
  2. 回归服务支持发起本地的材质转换流程
  3. 回归服务负责管理所有本地磁盘的材质缓存

稳定性需求

回归平台使用过程中频繁出现批量材质任务失败,经定位确认主要是以下两种情况导致:

  1. UE材质转换服务本身存在概率失败(算法问题或网络抖动)
  2. UE材质渲染图工具渲染失败
  3. 网络抖动导致的回归任务运行失败

基于业务方的强烈需求,我们通过以下两个方向对平台后端逻辑进行了开发调整,并大幅提升了材质回归流程的稳定性。

UE材质转换任务检测

通过对比UE转换任务与材质渲染任务差异,判断是否出现了上述1类型的异常问题,并适时拉起本地材质转换服务再次运行UE转换逻辑。

渲染线程检测

回归任务状态管理逻辑调整,检测物理机上渲染中的任务数量与数据库中待处理渲染记录后,适时重启渲染任务,防止上述2、3类型的异常问题

其他需求

上面提到的两个需求之外,还有许多其他新增需求点:渲染多并发、动态渲染配置、材质转化提速、本地任务排队、独立基线等等,这里不再赘述了。

项目成果

材质回归平台实现了丰富的UE渲染回归功能选择,包括:

  1. 选择回归物理节点
  2. 指定材质所在环境
  3. 数据转换类型分支
  4. 自定义材质版本和引擎版本

UE回归任务结果数据展示:直观的基线对比与diff图,给出了通用的图像对比指标SSIM/PSNR,并且通过tag展示UE任务基本信息

截止12月12日已支持6批次测试集总计9000+的UE材质回归,发掘材质效果基础问题30+,回归效率相比原流程提升90%以上


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