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PlayStation VR于2016年7月28日面向中国大陆地区开放预约,短短数小时时间即宣告售罄,让人们不得不承认索尼的巨大号召力。而在短短四天之后,也就是8月2日,PlayStation中国官方微博@PlayStation中国发布微博,宣布正在积极筹备第二轮预约活动并将尽快开启。

索尼PlayStation VR是不是真的只是依靠PlayStation游戏主机的号召力来拉动销售呢?答案显然是否定的。

在官方公布的PlayStation VR详细配置中,有一个参数明显在目前三大主流虚拟现实头显中占据领先地位——刷新率为120Hz,比HTC ViveOculus Rift高了30Hz。在虚拟现实头显的参数中,这一数据决定了眩晕感的强弱,因而消费者们纷纷表示“索尼大法好,快点把我的钱拿去吧”。

虚拟现实头显的120Hz的刷新率有什么优势?

相信所有体验过VR眼镜的读者都会有过这样的感受——眩晕。

眩晕被称作影响虚拟现实发展的几大拦路虎之一,目前市场上主流的几大头显都没有从根本上解决这个问题。

出现眩晕的原因是多方面的,人体的生理机能、头显的刷新率和帧数、VR应用的制作质量等等,都会造成眩晕的出现。目前,人类能够有效实现改观的大概只有屏幕的刷新率这一项了。

刷新率和帧数

刷新率,指显卡将显示信号输出,屏幕刷新的速度,比如60Hz就是每秒钟显卡向显示器输出60次信号,由屏幕决定。

帧数,是指画面改变的速度,60fps就是每秒钟显卡生成60张画面图片,由显卡决定。

这两者是相辅相成的,也就是说,当帧数和刷新率都能做到高数值而且能够同步的时候,就能实现很好的虚拟现实体验。打个简单的比方,就好像显卡能够告诉的翻书,屏幕能够很好的跟上翻书的速度,就能很好的读完一本书。

解决了刷新率,就能有效降低画面渲染延迟,降低了延迟,画面才能最大程度地跟随用户的脑部运动而变化,继而效缓解眩晕的情况出现。

对于PlayStation VR来说,作为一家游戏主机厂商,即便通过牺牲分辨率来大幅提升刷新率以保证游戏流畅性,是由索尼“为玩家提供更好的虚拟现实体验”的理念决定的。相对来讲,HTC Vive和Oculus Rift更多的是承担的更宽广的VR解决方案的任务。

在游戏体验上,PlayStation VR没有退路,必须要让自己做到三大头显中的最好,不然会挨骂的。

PlayStation VR的120Hz的刷新率是真是假?

中国有句古话:假作真来假亦真,用来形容PlayStation VR的120Hz刷新率是最合适不过了。PlayStation VR是通过Asynchronous Reprojection 的辅助做到120帧游戏显示的,注意——是辅助,做技术的人,怎么能说是假的呢?

PlayStation VR屏幕其实是支持三种显示模式的:

原生120hz

PlayStation VR确实有真的原生120hz的显示刷新率,但这种模式要求开发者对应用的优化做得足够好,或者应用本身就对机能的要求不高,而这种情况往往是不太可能出现的。

原生90hz,后期推出的新固件支持的新模式

90hz的刷新率同htc vive和Oculus Rift的刷新率一样,想必就是索尼做出的一个妥协方案,有助于帮助开发者更好更积极的为PlayStation VR生产内容。当开发者发现自己的应用能轻松的超过超过60Fps,但又很难达到120Fps,就可以选择折中的90Fps为目标,这是为开发者留出的一个漏洞,也是为索尼自己留出的一条退路。

原生60hz,通过 Asynchronous Reprojection 转换成120Hz

原生60Hz,通过异步重投影技术实现120Hz。噱头非常足,所以最吸引大家的眼球,反而没那么关注两外两个显示模式了。当然,这个方法一定是有其缺陷的,不然索尼也就没必要推出另外两个模式了。

Asynchronous Reprojection的实现

在应用使用过程中,渲染画面所耗费的机能是非常大的,也是比较消耗时间的。虚拟现实头显对于延迟的要求非常高,如果在画面渲染上花费时间过长,画面传回头显内的显示屏上时错过了当前帧的同步,就会直接跳往下一帧,用户会晕的昏天暗地。

PlayStation VR的1000hz传感器,在每一毫秒里都会提供新的位置信息。Asynchronous Reprojection利用每两帧之间画面几乎非常接近的特点,用尽量小的机能消耗来生成对应当前人眼位置的画面。用户则能够在下一帧画面刷新之前,看到扭曲过的和最新的位置数据最接近的一帧画面,以暂时对应头部数据。

所谓异步,就是将上述线程和图像渲染处理线程分离开,是把这个线程和图像渲染线程分离开来。因为如果这两个线程顺序进行,由于可能出现画面渲染尚未完成的情况,造成Reprojection也被延后,但帧同步是固定时刻进行的,那么Asynchronous Reprojection就失去意义了。也就是说,所谓异步重投影,就是一帧是真实的,而下一帧是根据上一帧画面扭曲生成的。

虽然异步重投影有效的解决了帧率不够的问题,但并不是说完美的,这种方式有其本身的缺陷。

位置改变抖动

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当头部发生位置改变而不仅仅是方向改变的时候,复杂都会有极大上升,这也是异步重投影最容易出现问题的地方。异步重投影生产帧画面时只考虑了方向的改变而忽略了方位的改变,那么原本被挡住的地方的画面就会展现在用户眼前,但上一帧画面却根本没有被挡住的地方的数据。离场景很近近的用户就会看见画面中的物体会有多个图像的抖动。

运动物体抖动

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当画面中有移动动作比较大的物体的时候,在异步重投影条件下,因为当前帧是根据上一帧画面扭曲而来,所以这个物体在画面中还在原来的位置,这个物体虽然相对你的大脑理解位置还是正确的,但当画面继续进入再下一帧的时候,就会出现抖动的现象。

镜面反射抖动

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计算镜面反射需根据用户的眼睛或摄像机向量得出结果,进而生成一帧画面。但在眼睛或头部发生运动的时候,镜面反射数据不再正确,画面扭曲却并没有去考虑这个问题,这就会导致镜面反射抖动。基于这个原理,其他依赖于眼睛位置的着色技巧也会遭遇类似问题。

结 语

PlayStation VR的120Hz高刷新率是其产品定位的结果,并不能说明另外两家头显在技术上弱于索尼。正好相反,Oculus在异步重投影上的技术积累比索尼更强,HTC也多次强调会加强对异步重投影的运用。

但是必须要承认,PlayStation VR的120Hz高刷新率在游戏体验的效果增强上是非常明显的,毕竟索尼将技术真真实实的运用到了产品上不是。

对于开发者来说,异步重投影是为了在机器性能跟不上和应用画面卡顿时,照顾用户大脑对现实世界理解的一种显示方式。如果开发者能够将优化做得足够好,直接选用原生120Hz才是真正的大法呢。


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