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NVIDIA揭秘:GPU是如何影响VR体验的?

今年4月,VR行业迎来了首个“全球VR技术标准”——20ms延时、75Hz以上刷新率及1K以上陀螺仪刷新率,这一标准的出炉就意味着VR头盔的游戏规则也因此而改变了。

这个话题在环球资源移动电子展上的VR/AR/MR生态圈高峰论坛上也展开了讨论,环球资源电子组总裁黄谭伟介绍,VR生态圈需要从硬件、软件和应用三个维度去理解,而硬件就是基础。那么,作为VR头盔的核心部件(重要性高于CPU),上述VR技术标准提到的标准参数都和GPU有着千丝万缕的关系。所以,GPU的优劣是评价VR头盔是否能达到用户需求的关键因素,这似乎已成为一条铁律。

NVIDIA中国区VR业务开发负责人周为志解释了为何VR会对GPU如此依赖,以及GPU是如何影响VR体验的。

NVIDIA揭秘:GPU是如何影响VR体验的?

NVIDIA中国区VR业务开发负责人周为志

相比传统设备,VR对GPU的要求更高

“这非常简单,你可以把VR理解成一个特别特别大的显示器放在你面前,而且还是一个环目,VR对于GPU的需求传统游戏的7倍以上,传统游戏有1080P的分辨率和30Hz的刷新率就够了。”

因此,VR要取得突破,关键就在于GPU的性能能否提升。以延时指标为例,一旦超过20ms,就会造成眩晕感。所以,在屏幕的选择上,VR头盔厂商一般选择的是所以VR头盔一般选择延迟较低的OLED(75Hz刷新率的情况下为13.3ms,而TFT屏幕延时已经高于20ms)。考虑到1K刷新率陀螺仪的延时也有1ms,另外再加上信号处理和传输的时间,留给GPU处理图形的空间并不多。

所以,相比传统设备,VR对GPU的要求会更苛刻。

三个衡量标准:工艺制程、架构和软件优化

如果以“全球VR技术标准”的算,GPU要达到每秒必须达到300M的三角形输出率,而这一数值还只刚刚符合入门级别VR产品的要求。所以普通低端的GPU并不适用于VR头盔,从硬件角度来看,有两个衡量的标准,一个是制程,另一个是架构。

制程或者说是工艺很好理解,和CPU一样,GPU采用的制程越低就能获取更高的能效。目前,移动端的GPU已经在大规模采用14nm工艺。

不过,工艺的高低,决定权是在第三方晶圆厂手里的,架构的升级才是最能体现GPU或者显卡厂商价值的地方。近两年,NVIDIA在架构上做了较大的升级,周为志介绍,2015年NVIDIA推出了Maxwell的GPU(目前已经是Pascal了),这比前一代性能升了一倍,而功耗则能降低了一半。据周为志介绍,采用Maxwell架构的GeForce GTX980和GTX1080性能有两倍的提升,并且每瓦性能提升了3倍。

当然,如果不在硬件的基础上进行软件优化的VR头盔也只是空有一副好皮囊,周为志认为堆叠技术把硬件性能提升到一定的高度之后还要考虑软件的优化。

“VR开发当中一个非常大的难点就是所有VR头盔的硬件开发商或者VR应用的开发商不懂怎么样对GPU优化、创造效率、降低延迟和特效。”

这也是为何NVIDIA会专门为VR头盔厂商和应用商开发多款优化工具的原因。针对头盔厂商,NVIDIA目前能提供直接模式(Direct Mode)以及前缓冲渲染(Front Buffer Rendering),这可以较好地提高开发者的效率。针对应用开发商,NVIDIA有多分辨率着色(Multires Shading)和VR SLI两项功能,前者能减少显卡计算资源的浪费,后者可以降低GPU渲染场景耗费的时间。

因此,GPU除了要有工艺、架构上的技术基础,软件优化的优劣也能深刻影响到VR头盔的整体性能和体验(包括图形的效果、VR的声音以及触感的体验等),这或许是现在VR生态圈最容易忽视的问题。

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