VR视觉显示大提升，NVIDIA VRSS 2全解析

转载：本文来自微信公众号“青亭网”（ID:qingtinwang），作者：前沿科技新媒体，编辑：hi188，转载经授权发布。

NVIDIA近两年真嘅系有啲科技大爆炸嘅意思，显卡性能不断提高，对应在软件和AI整合方面同步在加速。尤其系以：光线追踪、DLSS、VRS和VRSS，大幅在提升画面质量，而且VRSS就是面向VR/AR领域。

今年嘅GTC大会，NVIDIA宣布‌升级版嘅VRSS 2，特点就是融合眼球追踪数据，真正实现动态注视区超采样渲染，实现‌更符合人类视觉效果、高质量画面。而上年VRSS时仅支持固定中心区域超采样，虽然能满足大部分当下VR头显运行需求，没有眼球追踪数据嘅VRSS是没有灵魂嘅，VRSS 2就咁来嘎啦。

1，VRS是乜嘢

VRSS（Variable Rate Supersampling，可变速率超级采样）是NVIDIA在自家显卡AI软件能力嘅其中之一，其基于VRS（Variable Rate Shading，可变住色率）技术。

VRS是图灵架构引入嘅新技术，佢嘅目标是嘅通过更低嘅功耗实现同等画面效果，或通过同等功耗实现更好嘅画面效果。

佢嘅原理是，将住色率和单像素区分开，VRS下可对一大块像素统一进行紧色。例如下图，原来是1×1嘅像素住色，而家可以进行2×2，4×4，2×1，1×2，2×4，4×2，共7种住色方式，呢样就可以将原本16次嘅住色降低为1次，大幅降低GPU算力。

VRS原理示意图

具体嚟讲，应用到游戏中可以将一副画面嘅不同区域进行划分区域嘅住色，好似上图中赛车游戏整体画面进行分割。将中间蓝色区域进行1×1渲染，两侧绿色区域进行2×2渲染，红色次要区域进行4×4渲染，不同画面区域灵活嘅选择渲染方式。

因为VRS仅适用于Turing架构嘅显卡，因此VRSS也同样咁，仅适用于RTX系列显卡。

认识‌VRS特性之后，相信好多小伙伴都会发现，VRS非常适合于人眼嘅自然特征，将人眼目光注视区域重点渲染，周围区域次要渲染。

为此，专注为VR提供更佳显示能力嘅VRSS技术诞生，佢基于VRS，特点是：拥有最高8倍嘅超采样方案，从而提供更好嘅视觉效果。同时，仲要提供划分区域嘅动态渲染嘅VRS功能。

2020年VRSS，固定中心区域超采样示意图

在上年初CES上，VRSS首次发布时其仅支持固定中心区域嘅超采样显示，原因好简单，因为这是人使用VR嘅主要视觉区域，呢样也考虑到硬件性能，因为仲系要要保证畀VR提供90帧嘅稳定画面。

当时NVIDIA测试数据时，喺《Boneworks中》游戏度，基于RTX 2080 Ti显卡，结合VRSS可以稳定在90帧，但如果不开启VRSS使用全屏4倍超采样，画面根据图中来睇也就是75帧左右嘅水平。

可见，VRSS技术可以为PC VR游戏提供更好嘅观感，让画面细节更丰富，例如在阅读场景。

另一个重要嘅因素是，考虑到好多开发者在VRS API中遇到各种各样嘅问题。VRSS无需依赖API，剩系要在NVIDIA驱动中就打得开，呢对开发者和玩家嚟讲也更加便利。

前面提到，VRSS特点是只能提供固定嘅中心区域8倍超采样，虽然这足够满足目前绝大多数VR头显，甚至Quest 2呢类移动设备也在采用类似嘅技术方案来平衡功耗。考虑到眼球追踪技术在VR中嘅加速，尤其系下一代Quest、或苹果嘅MR头显，好可能将眼球追踪作为重要嘅交互技术。

实际上，好多嘅商用PC VR已经配备眼球追踪技术，例如Varjo、HTC Vive Pro Eye、啱啱发布嘅惠普Reverb G2 Omnicept等等。

因此，VRSS 2嘅目标是深入结合眼球追踪技术。据青亭网认识，VRSS 2中嘅眼球追踪技术，是NVIDIA和Tobii联合研发，并且结合动态注视点渲染，从而在充分利用硬件嘅同时还提供更逼真嘅视觉观感。

VRSS 2眼球追踪超采样示意图

咁样一来，VRSS 1中嘅中间固定8倍渲染则变成‌动态眼球注视区域嘅8倍渲染，如上图蓝色区域。

VRSS 2虽好，但是也有一啲限制，硬件上目前仅支持Tobii嘅眼球追踪VR设备，似乎将第啲眼球追踪方案商产品一棒子打死。据悉，首款支持NVIDIA VRSS 2嘅系惠普G2 Omnicept，后续可能会支持更多VR头显。

在NVIDIA驱动中VRSS选项共有两个，自适应模式和始终开启模式。

VRSS 2自适应模式

自适应模式：该模式会结合硬件性能，喺不影响VR体验前提下将超采样区域最大化，也就是将超采样区域和周围区域嘅GPU利用率进行动态平衡，如上图绿色区域。

始终开启模式：不考虑硬件性能，直接以设定好嘅范围进行8倍超采样，提供最大化嘅视觉效果。同时，该模式下可能会带来丢帧等情况。

对于开发者嚟讲，每款支持VRSS嘅应用需要向NVIDIA提交进行验证，批准后才会在NVIDIA驱动中显示出来。目前，经过验证嘅VRSS应用共计30款，不乏热门嘅《Pavlov VR》《VRChat》《 Boneworks》《Onward VR》等。

当然，NVIDIA在AI技术方面仲有DLSS技术，如果将VRSS同DLSS结合，噉样在在视觉观感上得到大幅升级，尤其系喺未来超高分辨率嘅VR头显趋势下。

参考：

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