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雷鋒網(wǎng)按：本文作者陳幸，專注于光學(xué)定位系統(tǒng)研究，曾就職于華為蘇州研究所等國內(nèi)知名IT企業(yè)。從事虛擬現(xiàn)實行業(yè)兩年有余，現(xiàn)就職VR日報內(nèi)容研發(fā)部門總監(jiān)。
PlayStation VR于2016年7月28日面向中國大陸地區(qū)開放預(yù)約，短短數(shù)小時時間即宣告售罄，讓人們不得不承認(rèn)索尼的巨大號召力。而在短短四天之后，也就是8月2日，PlayStation中國官方微博宣布正在積極籌備第二輪預(yù)約活動并將盡快開啟。
索尼PlayStation VR是不是真的只是依靠PlayStation游戲主機(jī)的號召力來拉動銷售呢？
答案顯然是否定的。
在官方公布的PlayStation VR詳細(xì)配置中，有一個參數(shù)明顯在目前三大主流虛擬現(xiàn)實頭顯中占據(jù)領(lǐng)先地位——刷新率為120Hz，比HTC Vive和Oculus Rift高了30Hz。在虛擬現(xiàn)實頭顯的參數(shù)中，這一數(shù)據(jù)決定了眩暈感的強(qiáng)弱，因而消費者們紛紛表示“索尼大法好，快點把我的錢拿去吧”。
相信所有體驗過VR頭盔的讀者都會有共同的感受——眩暈。
眩暈被認(rèn)為是影響虛擬現(xiàn)實發(fā)展的幾大攔路虎之一，目前市場上主流的幾大頭顯都沒有從根本上解決這個問題。
出現(xiàn)眩暈的原因是多方面的，人體的生理機(jī)能、頭顯的刷新率和幀數(shù)、VR應(yīng)用的制作質(zhì)量等等，都會造成眩暈的出現(xiàn)。目前，人類能夠有效實現(xiàn)改觀的大概只有屏幕的刷新率這一項了。
刷新率，指顯卡將顯示信號輸出，屏幕刷新的速度，比如60Hz就是每秒鐘顯卡向顯示器輸出60次信號，由屏幕決定。
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，由顯卡決定。
這兩者是相輔相成的，也就是說，當(dāng)幀數(shù)和刷新率都能做到高數(shù)值而且能夠同步的時候，就能實現(xiàn)很好的虛擬現(xiàn)實體驗。打個簡單的比方，就好像顯卡能高速翻書，屏幕能很好地跟上翻書的速度，那么讀一本書的體驗便會極好。
解決了刷新率，就能有效降低畫面渲染延遲；降低了延遲，畫面才能最大程度地跟隨用戶的腦部運動而變化，繼而緩解眩暈的情況出現(xiàn)。
對于PlayStation VR來說，作為一家游戲主機(jī)廠商，即便通過犧牲分辨率來大幅提升刷新率以保證游戲的流暢性的做法有待商榷，但這是由索尼“為玩家提供更好的虛擬現(xiàn)實體驗”的理念決定的。相對來講，HTC Vive和Oculus Rift更多的是承擔(dān)起了提供更多樣的VR解決方案的責(zé)任。
在游戲體驗上，PlayStation VR沒有退路，必須要讓自己做到三大頭顯中的最好，不然會挨罵的。
中國有句古話：假作真來假亦真，用來形容PlayStation VR的120Hz刷新率是最合適不過了。PlayStation VR是通過Asynchronous Reprojection的輔助（注意是輔助）做到120幀游戲顯示的。做技術(shù)的人，怎么能說是假的呢？
PlayStation VR屏幕其實是支持三種顯示模式的：
PlayStation VR確實有真的原生120Hz的顯示刷新率，但這種模式要求開發(fā)者對應(yīng)用的優(yōu)化做得足夠好，或者應(yīng)用本身就對機(jī)能的要求不高，而這種情況往往是不太可能出現(xiàn)的。
90Hz的刷新率同HTC Vive和Oculus Rift的刷新率一樣，想必就是索尼做出的一個妥協(xié)方案，有助于幫助開發(fā)者更好更積極的為PlayStation VR生產(chǎn)內(nèi)容。當(dāng)開發(fā)者發(fā)現(xiàn)自己的應(yīng)用能輕松的超過60fps，但又很難達(dá)到120fps，就可以選擇折中的90fps為目標(biāo)，這是為開發(fā)者留出的一個漏洞，也是為索尼自己留出的一條退路。
原生60Hz，通過異步重投影技術(shù)實現(xiàn)120Hz。噱頭非常足，所以最吸引大家的眼球，反而沒那么關(guān)注另外兩個顯示模式了。當(dāng)然，這個方法一定是有其缺陷的，不然索尼也就沒必要推出另外兩個模式了。
在應(yīng)用使用過程中，渲染畫面所耗費的機(jī)能是非常大的，也是比較消耗時間的。虛擬現(xiàn)實頭顯對于延遲的要求非常高，如果在畫面渲染上花費時間過長，畫面?zhèn)骰仡^顯內(nèi)的顯示屏上時錯過了當(dāng)前幀的同步，就會直接跳往下一幀，用戶會暈的昏天暗地。
PlayStation VR的1000Hz傳感器，在每一毫秒里都會提供新的位置信息。Asynchronous Reprojection利用每兩幀之間畫面幾乎非常接近的特點，用盡量小的機(jī)能消耗來生成對應(yīng)當(dāng)前人眼位置的畫面。用戶則能夠在下一幀畫面刷新之前，看到扭曲過的和最新的位置數(shù)據(jù)最接近的一幀畫面，以暫時對應(yīng)頭部數(shù)據(jù)。
所謂異步，就是將上述線程和圖像渲染處理線程分離開，是把這個線程和圖像渲染線程分離開來。因為如果這兩個線程順序進(jìn)行，由于可能出現(xiàn)畫面渲染尚未完成的情況，造成Reprojection也被延后，但幀同步是固定時刻進(jìn)行的，那么Asynchronous Reprojection就失去意義了。也就是說，所謂異步重投影，就是一幀是真實的，而下一幀是根據(jù)上一幀畫面扭曲生成的。
雖然異步重投影有效的解決了幀率不夠的問題，但并不是說完美的，這種方式有其本身的缺陷。
當(dāng)頭部發(fā)生位置改變而不僅僅是方向改變的時候，復(fù)雜都會有極大上升，這也是異步重投影最容易出現(xiàn)問題的地方。異步重投影生產(chǎn)幀畫面時只考慮了方向的改變而忽略了方位的改變，那么原本被擋住的地方的畫面就會展現(xiàn)在用戶眼前，但上一幀畫面卻根本沒有被擋住的地方的數(shù)據(jù)。離場景很近近的用戶就會看見畫面中的物體會有多個圖像的抖動。
當(dāng)畫面中有移動動作比較大的物體的時候，在異步重投影條件下，因為當(dāng)前幀是根據(jù)上一幀畫面扭曲而來，所以這個物體在畫面中還在原來的位置，這個物體雖然相對你的大腦理解位置還是正確的，但當(dāng)畫面繼續(xù)進(jìn)入再下一幀的時候，就會出現(xiàn)抖動的現(xiàn)象。
計算鏡面反射需根據(jù)用戶的眼睛或攝像機(jī)向量得出結(jié)果，進(jìn)而生成一幀畫面。但在眼睛或頭部發(fā)生運動的時候，鏡面反射數(shù)據(jù)不再正確，畫面扭曲卻并沒有去考慮這個問題，這就會導(dǎo)致鏡面反射抖動。基于這個原理，其他依賴于眼睛位置的著色技巧也會遭遇類似問題。
PlayStation VR的120Hz高刷新率是其產(chǎn)品定位的結(jié)果，并不能說明另外兩家頭顯在技術(shù)上弱于索尼。正好相反，Oculus在異步重投影上的技術(shù)積累比索尼更強(qiáng)，HTC也多次強(qiáng)調(diào)會加強(qiáng)對異步重投影的運用。
但是必須要承認(rèn)，PlayStation VR的120Hz高刷新率在游戲體驗的效果增強(qiáng)上是非常明顯的，畢竟索尼將技術(shù)真真實實的運用到了產(chǎn)品上不是？
對于開發(fā)者來說，異步重投影是為了在機(jī)器性能跟不上和應(yīng)用畫面卡頓時，照顧用戶大腦對現(xiàn)實世界理解的一種顯示方式。如果開發(fā)者能夠?qū)?yōu)化做得足夠好，直接選用原生120Hz才是真正的大法呢。
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