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为了玩VR,我到底需不需要一张好显卡?

  一直以来,我都是一个非常喜欢游戏的人,起初我对于宅男们热衷的动漫、二次元什么的并不感冒,后来一个朋友跟我说:“你不是喜欢玩游戏么?去看看《刀剑神域》,绝对适合你。”抱着试一试的态度看了一集,从此一发不可收拾,成为了一个忠实的刀剑粉丝。动漫的剧情也非常简单,就是主人公们为了在无法退出的虚拟游戏世界生存而战斗的故事。主人公们使用的游戏设备就是VR(英文Virtual Reality的缩写),也就是虚拟现实头盔。

  当时的我还在读高中,以为这样的科技只存在于小说和动漫这样的虚幻世界,直到后来步入大学,我才知道,其实作为消费者的我们,已经可以使用这样的先进科技了。虽然现在VR的概念大家基本都清楚了,但我这里还是简单的说明一下,现在的VR设备本质上是一个头戴式的显示器,通过两只眼不同的视觉角度,使得立体的图像如同直接呈现在我们的眼前,形成一种虚拟现实的效果,与《刀剑神域》动漫中的“完全潜入式虚拟现实不同”,现在能够实现的虚拟现实还仅仅是图像显示、声音效果和运动捕捉(目前触觉手套还处于原型状态,味觉、嗅觉模拟这样的功能目前还没有听说过),做不到动漫中的“意识模拟”。

  而VR的用途其实也不仅仅是游戏,比如飞行员进行虚拟飞行训练、医生进行模拟手术等等应用也是VR所能带来的改变。不过目前阶段,绝大多数面向消费者的VR设备都是为VR游戏设计的。而且,现在已经有相当多的VR游戏内容可以供玩家们选择了,仅在Steam平台上就提供有50几款VR游戏,在PS4等其他游戏主机平台上就更多了。

  既然不缺游戏这样的软件,那么,我们需要什么样的硬件才能顺畅地游玩VR游戏呢?首当其冲的自然就是VR设备了。我们现在所见到的VR设备大致能够分为三种:

  第一种虽然名叫“VR”但实际上有很大的不同,这种产品往往是将智能手机放置在前部的装置槽中,通过两个镜片偏光形成一种3D感,其本质更近似于我们平常在电影院看3D电影时所用的3D眼镜。这就使得这款产品其实更多的用途是用来观赏影视资源,形成一种“一人包场IMAX影院”的感觉,并不是“虚拟现实”。这种设备也相当廉价,甚至几十元都能够买到。

  第二种则是后来出现的VR一体机,这类产品现在也有不小的受众,一般来说设备会拥有内置存储,采用基于安卓的操作系统,会有预装的VR内容,比如播放器、游戏等等。虽然内置的游戏确实已经是VR,但这类设备同样也有很大的不足。不足之处主要在于“性能”,由于这类设备多采用ARM架构SoC驱动,无法实现较高的分辨率和刷新率,目前比较优秀的产品仅能够实现2K分辨率72Hz刷新率,内置的游戏内容往往也相对简单,游戏性不足。

  第三种就是HTC VIVE、PS VR这样的设备了,这些设备拥有优秀的画面表现力,一般都拥有UHD 4K分辨率,同时在显示刷新率上基本都达到了90Hz,甚至120Hz,并且这些设备往往可以配置一些额外的组件,能够实现诸如运动追踪、手势控制这样的操作。不过这类产品同样也有不足,首先是它并不像VR一体机那样内置VR内容,而是需要通过HDMI这类的线材连接到游戏主机或PC才能显示,玩家的活动范围和角度往往会受到线材长度的制约;其次就是成本,目前较新的这类设备价格往往都接近3000元,如果再加上一些控制器、运动追踪组件,价格更高。

  我们这里主要探讨的就是第三类VR设备,这些设备还是依赖PC或者游戏主机这样的平台运行的,因此,必然会由硬盘和内存负责数据通信、CPU处理逻辑计算,而显卡则负责图形处理和图像输送。我们上面也说过了,目前VR设备的本质,其实就是一个立体显示器,如果将VR游戏的画面显示在普通的电脑显示器上,其实与普通游戏也没有区别。

  但是VR游戏就真的没有更高的硬件需要了么?其实不是,传统的电脑显示器图像都是平面显示在一块屏幕上的,显卡GPU需要处理的图像信息就多是平面的,不过VR不同,由于VR是笼罩在眼部使用的,因此相当于是两个同样分辨率的显示屏,并且两个显示器所显示的都是3D图形,对于显卡的资源占用就更加严重了。此外,人双眼看到同一个物体的角度是不同的,因此对于VR而言,两个显示屏所显示的画面是有偏差的,这样才能够让人眼看到的画面是完整没有错位的,而这样的计算压力肯定不会由VR来进行,而是又一次落到了显卡上。因此显卡的优秀与否,对于能否游玩VR游戏真的十分重要。

  解决了能不能玩的问题,再来看看能不能玩好。很多玩家都了解甚至体验过“3D游戏眩晕症”,这种病症多数是因为人体对于空间定位障碍而产生的一种运动性或位置性错觉,在玩家游玩一些拟真度较高的游戏时比较常见。简单点来说,就是人有两套运动感知系统,一套就是视觉,另一套是人体的平衡感受器官,当我们在游戏中进行了剧烈的画面运动后,视觉感知我们进行了运动,而平衡感受器官没有,两者传递给大脑的运动信息发生了冲突,就会出现眩晕这样的表现。(平时我们在汽车里玩手机会头晕也是差不多的道理)。

  “3D游戏眩晕症”的问题在VR游戏中更加明显,因为我们的视觉更加集中,而我们的操作也都是通过控制器来完成的。为了能够让更多玩家都能够体验到VR游戏,多数VR设备的厂商会选择增强刷新率来“欺骗”大脑,因为高刷新率的画面更加平滑流畅,能够让大脑感觉相对地稳定。不过就和普通电脑显示器一样,仅仅VR显示的刷新率提升还不够,游戏中要能够达到相应的帧数,高刷新率才有意义,否则即便是120Hz的高刷新率屏幕,游戏运行仅能够稳定在50FPS,那么实际显示的效果也仅有50Hz,而想要提升游戏帧数,除了解决因网络丢包等问题出现的延迟,升级显卡带来的提升会更明显。

  在2015年的时候,就有第一批VR设备发布了,不过非常可惜的是,当年绝大多数“卡皇”都只能体验最低画质。在随后的2016年,NVIDIA推出了全新的Pascal帕斯卡架构GPU,GTX 10系显卡的到来也使得VR终于成为一个并非仅有极少数最高端玩家才能够体验的产品。其中有一点非常重要,就是在GTX 1080上的显卡中选用了GDDR5X显存,大大提升了显存带宽,对比此前的GDDR5显存,GDDR5X显存拥有16bit的预取技术,同时带宽和传输速度也更加高,高带宽可以保证GPU的高渲染速度不会被拖累。而现在随着NVIDIA推出了更新的Turing架构GPU,不仅仅带来了更多的CUDA核心和光栅单元等对于显卡渲染有所助益的要素,同时显存也开始使用GDDR6,GDDR6显存对比此前所有显存都有一个优势——双通道读写,同时GDDR6显存的速度最高可达16Gbps,显存位宽也更加大,因此带宽更加充裕。可能我上面说的都太晦涩了,简单点说,更高的显存带宽会让GPU的工作更加有效,可以实现高清游戏更高帧率、同帧率情况下可以调高清晰度。

  此外,VR的便携性一直受到线材的制约,即便是配置了运动捕捉组件这样的设备,玩家的实际活动空间还是要受到空间和线材长度的制约。在现有的技术还无法做到无线传输高清视频信号的现在,类似索泰的VR GO这样的产品也能将VR从线材的束缚中解脱出来,索泰VR GO采用了背包式电脑的方式,让玩家与高性能PC“合体”,配合VR设备就能够实现不受束缚的游玩。同时采用了高端的硬件设备,保证VR游戏的高帧率,很大程度上也能缓解“3D游戏眩晕症”,让更多的人都能够享受到无线制的VR乐趣。

  总的来说,显卡的提升,对于VR游戏的体验会有非常大的助力,现在GTX 16 Super系显卡也已经到来,选用的GDDR6显存将显卡的实力提升了很多,今后可能会有越来越多的中端甚至入门级显卡也能够畅玩VR,而高端显卡则会以更高的帧数和清晰的画质满足更高的要求。即便伴随着5G等新传输技术的到来,VR可能会摆脱繁杂的布线问题,但是显卡在VR使用中所充当的作用是不可取代的,今后VR产业的发展必然也会推动显卡产品的升级,对于两个行业都是双赢的局面。

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