如何使用Game Porting Toolkit将游戏移植到Mac – wiki基地

使用 Game Porting Toolkit 将游戏移植到 Mac：详细指南

随着 Apple Silicon 芯片的强大性能和 macOS 系统的不断完善，越来越多的游戏开发者开始关注将游戏移植到 Mac 平台。Apple 提供的 Game Porting Toolkit (GPTK) 极大地简化了这一过程，让开发者能够更轻松地将基于 Windows 的游戏带给 Mac 用户。

本文将详细介绍 Game Porting Toolkit 的原理、安装、配置和使用方法，并通过实例演示如何移植一款典型的 Windows 游戏。

一、Game Porting Toolkit 原理

Game Porting Toolkit 的核心是 Wine 的一个修改版本，以及一个新的 D3DMetal 库。

• Wine (Wine Is Not an Emulator): Wine 并不是一个模拟器，而是一个兼容层，它能够在类 Unix 操作系统（如 macOS、Linux）上运行 Windows 应用程序。Wine 将 Windows API 调用转换为 POSIX 调用，从而让 Windows 程序误以为自己运行在 Windows 环境中。
• D3DMetal: 这是 GPTK 的关键组件。它是一个将 DirectX 图形 API 调用转换为 Apple Metal 图形 API 调用的库。Metal 是 Apple 提供的底层图形框架，能够充分利用 Apple Silicon 芯片的 GPU 性能。D3DMetal 负责处理着色器转换、资源管理、渲染状态管理等任务，让基于 DirectX 的游戏能够在 Metal 上高效运行。

GPTK 的工作流程大致如下：

1. 游戏启动: 游戏通过 GPTK 提供的启动器启动。
2. API 转换: 游戏发出的 Windows API 调用被 Wine 拦截并转换为相应的 macOS API 调用。
3. 图形渲染: 游戏发出的 DirectX 图形 API 调用被 D3DMetal 拦截并转换为 Metal API 调用。
4. Metal 渲染: Metal 框架接收到 D3DMetal 转换后的指令，利用 Apple Silicon GPU 进行渲染。
5. 显示输出: 渲染结果显示在 macOS 窗口中。

二、安装和配置 Game Porting Toolkit

在开始移植之前，你需要准备以下内容：

• 一台搭载 Apple Silicon 芯片的 Mac (M1, M2 或更高版本)。
• macOS Sonoma 或更高版本。
• Xcode 15 beta 2 或更高版本 (以及 Command Line Tools)。
• Apple Developer 账号 (免费或付费均可)。
• Homebrew (可选，但强烈推荐)。

安装步骤：

1. 下载 Game Porting Toolkit:

   • 登录 Apple Developer 网站。
   • 找到 Game Porting Toolkit 的下载页面。
   • 下载 .dmg 文件。

2. 安装 Game Porting Toolkit:

   • 双击 .dmg 文件。
   • 将 “Game Porting Toolkit” 拖到 “Applications” 文件夹。

3. 安装 Xcode 和 Command Line Tools:

   • 从 Mac App Store 下载并安装 Xcode。
   • 打开 Xcode，进入 “Preferences” -> “Locations”，确保 “Command Line Tools” 已选择。
   • 或者，在终端中运行 xcode-select --install 来安装 Command Line Tools。

4. 安装 Homebrew (可选):

   • 打开终端。
   • 运行以下命令：
     bash
/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"
   • 按照屏幕上的指示完成安装。

5. 安装和配置 Rosetta 2

   • 在终端中运行softwareupdate --install-rosetta

6. 使用 Homebrew 安装 GPTK 相关组件 (强烈推荐):

   • 打开终端。
   • 运行以下命令：
     bash
brew tap apple/apple http://github.com/apple/homebrew-apple
brew install apple/apple/game-porting-toolkit

7. 设置 WinePrefix:

   • GPTK 使用 WinePrefix 来隔离每个游戏的配置和依赖项。
   • 你可以为每个游戏创建一个单独的 WinePrefix，或者使用一个通用的 WinePrefix。
   • 创建 WinePrefix 的命令如下：
     bash
WINEPREFIX=~/my-game-prefix `brew --prefix game-porting-toolkit`/bin/wine64 winecfg
     • ~/my-game-prefix 是 WinePrefix 的路径，你可以根据需要修改。
     • 运行此命令后，会弹出一个 Wine 配置窗口，你可以在这里设置一些基本的 Wine 选项。

8. 安装游戏到WinePrefix中

   • 将下载好的exe文件复制到WinePrefix中。
   • 运行以下命令开始安装
     WINEPREFIX=~/my-game-prefix `brew --prefix game-porting-toolkit`/bin/wine64 ./setup.exe
   • ./setup.exe是安装程序的路径

三、使用 Game Porting Toolkit 移植游戏

移植过程主要包括以下几个步骤：

1. 复制游戏文件:

   • 将 Windows 游戏的可执行文件和所有相关文件复制到 Mac 上的一个文件夹中。

2. 运行游戏:

   • 打开终端。
   • 使用以下命令运行游戏：
     bash
WINEPREFIX=~/my-game-prefix `brew --prefix game-porting-toolkit`/bin/wine64 /path/to/your/game.exe
     • ~/my-game-prefix 是你之前创建的 WinePrefix 的路径。
     • /path/to/your/game.exe 是游戏可执行文件的路径。

3. 评估性能和兼容性:

   • 运行游戏后，观察游戏的帧率、画面质量、是否存在崩溃或其他问题。
   • GPTK 提供了一些工具来帮助你评估性能：
     • Metal HUD: 在游戏运行时，按下 Ctrl + Option + Shift + H 可以显示 Metal HUD，它会显示 GPU 使用率、帧率等信息。
     • Instruments: Xcode 自带的 Instruments 工具可以进行更详细的性能分析，包括 CPU 使用率、内存使用率、GPU 帧捕获等。

4. 调试和优化:

   • 如果游戏运行不正常或性能不佳，你需要进行调试和优化。
   • 常见问题:
     • 崩溃: 可能是由于缺少某些 Windows DLL 文件、DirectX 版本不兼容等原因。
     • 画面错误: 可能是由于着色器转换问题、纹理格式不兼容等原因。
     • 性能低下: 可能是由于 CPU 或 GPU 瓶颈、渲染设置过高等原因。
   • 调试方法:
     • 查看 Wine 日志: Wine 会将运行日志输出到终端，你可以通过查看日志来了解发生了什么错误。
     • 使用 Wine 调试器: Wine 自带了一个调试器 winedbg，可以用来调试 Windows 程序。
     • 使用 Xcode Instruments: Instruments 可以帮助你分析游戏的性能瓶颈。
     • 尝试不同的 Wine 设置: 你可以在 Wine 配置窗口中尝试不同的设置，例如调整 DirectX 版本、开启或关闭某些功能等。
     • 参考社区和论坛: 有关GPTK和游戏移植的社区和论坛是十分宝贵的资源.

5. 进行必要的代码修改 (如果需要):

   • 在某些情况下，你可能需要对游戏代码进行一些修改，以解决兼容性问题或提高性能。
   • 例如，你可能需要：
     • 替换某些 Windows API 调用: 例如，使用 macOS 原生的 API 来处理文件 I/O、窗口管理等。
     • 优化着色器: 针对 Metal 优化着色器代码，以提高 GPU 性能。
     • 调整渲染设置: 根据 Mac 硬件的性能，调整游戏的渲染设置，例如降低分辨率、关闭某些特效等。

四、移植实例：以一款简单的 DirectX 11 游戏为例

假设我们有一款名为 “MyGame” 的简单 DirectX 11 游戏，其文件结构如下：

MyGame/
├── MyGame.exe
├── data/
│ ├── textures/
│ │ ├── texture1.dds
│ │ └── texture2.dds
│ ├── models/
│ │ └── model.obj
│ └── shaders/
│ ├── vertex.hlsl
│ └── fragment.hlsl
└── ...

以下是移植步骤：

1. 创建 WinePrefix:
   bash
WINEPREFIX=~/MyGame-prefix `brew --prefix game-porting-toolkit`/bin/wine64 winecfg

2. 复制游戏文件:
   将 “MyGame” 文件夹复制到 Mac 上，例如复制到 ~/Documents/MyGame。

3. 运行游戏:
   bash
WINEPREFIX=~/MyGame-prefix `brew --prefix game-porting-toolkit`/bin/wine64 ~/Documents/MyGame/MyGame.exe

4. 评估性能:

   • 如果游戏能够正常运行，观察帧率和画面质量。
   • 如果游戏崩溃或画面错误，查看 Wine 日志，尝试找出原因。

5. 调试和优化 (如果需要):

   • 如果游戏使用了 .dds 格式的纹理，可能需要使用 ImageMagick 等工具将其转换为 PNG 或 JPG 格式。
   • 如果游戏使用了 HLSL 着色器，D3DMetal 会自动将其转换为 Metal Shading Language (MSL)。你可以在 Instruments 中查看转换后的 MSL 代码，并进行必要的优化。
   • 如果游戏性能不佳，可以尝试降低分辨率、关闭某些特效，或者在 Wine 配置中调整 DirectX 版本。

五、高级技巧和注意事项

• 使用 winetricks: winetricks 是一个用于安装 Windows 组件和运行库的脚本。你可以使用它来安装一些常见的游戏依赖项，例如 DirectX 运行时、Visual C++ Redistributable 等。

  • 安装 winetricks: brew install winetricks
  • 使用示例: WINEPREFIX=~/my-game-prefix winetricks directx9

• 处理输入设备: GPTK 支持键盘、鼠标和游戏手柄。对于某些特殊的游戏手柄，可能需要进行额外的配置。

• 处理音频: GPTK 使用 Wine 的音频后端来处理音频。如果遇到音频问题，可以尝试不同的 Wine 音频设置。

• 处理网络: GPTK 支持网络游戏，但可能需要进行一些配置，例如端口转发、防火墙设置等。

• 了解 D3DMetal 的限制: D3DMetal 并不支持所有的 DirectX 功能。一些高级的 DirectX 特性，例如光线追踪、DirectX 12，目前还不支持。

• GPTK不适用于商业用途: 得到的产物不能用于商业分发.

• 关注 Apple 的更新: Apple 会不断更新 Game Porting Toolkit，添加新功能、修复 bug、提高性能。请定期查看 Apple Developer 网站，获取最新版本的 GPTK。

六、总结

Game Porting Toolkit 为游戏开发者提供了一个将 Windows 游戏移植到 Mac 的便捷途径。通过 Wine 和 D3DMetal，GPTK 能够处理 Windows API 调用和 DirectX 图形渲染，让游戏在 Apple Silicon Mac 上高效运行。

虽然 GPTK 简化了移植过程，但开发者仍然需要对游戏进行评估、调试和优化，以确保最佳的性能和兼容性。在某些情况下，可能还需要对游戏代码进行修改。

随着 Apple 不断改进 Game Porting Toolkit，以及开发者社区的不断努力，我们可以期待未来会有越来越多的 Windows 游戏登陆 Mac 平台，为 Mac 用户带来更丰富的游戏体验。