Imagination Technologies一VR需要什么樣的GPU？

上周，在炬芯VR產(chǎn)品發(fā)布暨一體機(jī)完整解決方案品鑒會(huì)上，Imagination Technologies細(xì)分市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁Volker Politz就技術(shù)細(xì)節(jié)分析了VR對(duì)GPU的需求并分享了Imagination對(duì)VR未來(lái)的發(fā)展方案。

VR四大關(guān)鍵技術(shù)

在演講中，Volker從VR用戶需求講起，主要為以下四大要素：

一、最小的運(yùn)動(dòng)光子延遲
運(yùn)動(dòng)的光子延遲指的是一個(gè)用戶的運(yùn)動(dòng)需要充分反映在顯示屏上的時(shí)間。如果需要100ms來(lái)反映你對(duì)你的VR設(shè)備屏幕的動(dòng)作，當(dāng)你做出一個(gè)動(dòng)作（例如看左邊），是運(yùn)動(dòng)的光子延遲100ms。而高運(yùn)動(dòng)的光子延遲，會(huì)使虛擬現(xiàn)實(shí)感覺(jué)不夠真實(shí)。當(dāng)用戶使用VR設(shè)備進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，大腦希望該VR設(shè)備的屏幕能正確反映該動(dòng)作。當(dāng)屏幕滯后于用戶運(yùn)行后，用戶真實(shí)感會(huì)減弱，這使虛擬現(xiàn)實(shí)的用戶體驗(yàn)降低。為了獲得VR高體驗(yàn)，一個(gè)要求便是延遲低。這意味著一個(gè)運(yùn)動(dòng)延遲要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于20ms。

二、不允許丟幀
幀數(shù)，是指畫面改變的速度，60fps就是每秒鐘顯卡生成60張畫面圖片（理論上，每一幀都是不同的畫面）。幀數(shù)FPS是由顯卡所決定的。VR設(shè)備的幀數(shù)相當(dāng)重要：最好需要120幀，最低也得90幀，否則會(huì)引起玩家的不適。

三、高幀率（刷新率高）
幀率，指的是顯卡將顯示信號(hào)輸出刷新的速度，比如60Hz就是每秒鐘顯卡向顯示器輸出60次信號(hào)。幀率是由顯示器決定的。幀率最低要求為60Hz，要獲得更優(yōu)質(zhì)的VR體驗(yàn)，幀率需要90hz甚至更高，

四、鏡頭不發(fā)生畸變
鏡頭畸變用通俗的話來(lái)說(shuō)就是圖像扭曲變形，給人以中間凸出（桶形畸變）或是凹陷（負(fù)畸變）感覺(jué)。要解決這個(gè)問(wèn)題，需要用特定的算法來(lái)改變投射到人眼的正常圖像，然而因?yàn)槊恳粠家?jīng)過(guò)軟件的后處理，對(duì)硬件性能的要求很高。鏡頭不發(fā)生畸變，能夠給用戶帶來(lái)高沉浸感以及更大寬闊的視野體驗(yàn)。

就目前趨勢(shì)而言，VR一體式已成為主流。主要原因就在于其能夠整合VR芯片解決方案、顯示器等。但因?yàn)閷R芯片解決方案等融入其中，對(duì)其性能要求較高。而要獲得更優(yōu)質(zhì)的VR體驗(yàn)，滿足用戶對(duì)VR的高質(zhì)量需求，芯片解決方案的圖形圖像處理器GPU就成了關(guān)鍵因素。其中，GPU決定是否能滿足低延遲，高幀率這兩大關(guān)鍵VR需求。

隨后，Volker展示了VR游戲和視頻渲染的流程，從中我們可以看到經(jīng)過(guò)鏡頭畸變后的游戲內(nèi)容，以及視頻解碼后抽取的部分景象與鏡頭畸變后的景象的對(duì)比。那么PowerVR在優(yōu)化VR渲染方面有什么好方法呢?

Imagination PowerVR GPU針對(duì)VR優(yōu)化

VR需要什么樣的GPU？這便是Imagination PowerVR GPU需要涉足的地方。Imagination一貫以我們?cè)诟叨艘苿?dòng)與嵌入式圖形的領(lǐng)導(dǎo)地位而廣為人知。PowerVR架構(gòu)固有的可擴(kuò)展性和功耗效率等多種優(yōu)點(diǎn)讓我們能為VR產(chǎn)品提供最佳的GPU解決方案。下面，Volker給大家講解一下PowerVR的結(jié)構(gòu)與以及優(yōu)化VR渲染的優(yōu)點(diǎn)。

PowerVR圖形處理單元：
? tile-base渲染：低帶寬，低功耗
? 延遲渲染：高性能，低功耗
? 標(biāo)量多線程、多任務(wù)的ALU：高效率以及易于編程
? 無(wú)損壓縮（PVR3C）：低帶寬，低功耗

Power VR GPU的優(yōu)化VR渲染技術(shù) - 通過(guò)OpenGL ES的驅(qū)動(dòng)程序擴(kuò)展啟用
? 前緩沖區(qū)渲染：采用光線追趕策略來(lái)獲得更低的延遲
? 異步時(shí)間錯(cuò)位：減少延遲
? 多分辨率渲染：減少GPU工作量
? 單一幾何對(duì)象提交：減少CPU開(kāi)銷

Imagination可為開(kāi)發(fā)人員提供免費(fèi)的PowerVR圖形SDK，這是專為支持各種3D圖形應(yīng)用開(kāi)發(fā)所設(shè)計(jì)的跨平臺(tái)工具套件。開(kāi)發(fā)人員能前往Imagination官方網(wǎng)站免費(fèi)下載SDK。感興趣的朋友也可以到我們的以下網(wǎng)址查看相關(guān)內(nèi)容：https://imgtec.com/blog/tag/virtual-reality

最后，Volker介紹了Imagination對(duì)VR未來(lái)的發(fā)展方案。
? 不斷提高圖像的保真度：爭(zhēng)取達(dá)到最高分辨率和幀速率來(lái)獲得VR產(chǎn)品的逼真演示。
? VR設(shè)備不受限制：在操作上僅靠電池驅(qū)動(dòng)，PC端高端游戲能獨(dú)立運(yùn)行。
? PowerVR更深層次的研究：視線追蹤以及光線追蹤技術(shù)。主要包括用戶視覺(jué)體驗(yàn)，單通道鏡頭畸變、低成本視網(wǎng)膜中央凹渲染這三方面。