Imagination Technologies一VR需要什么样的GPU?

作者:电子创新网 李静芳

上周,在炬芯VR产品发布暨一体机完整解决方案品鉴会上,Imagination Technologies细分市场营销副总裁Volker Politz就技术细节分析了VR对GPU的需求并分享了Imagination对VR未来的发展方案。

VR四大关键技术

在演讲中,Volker从VR用户需求讲起,主要为以下四大要素:

一、最小的运动光子延迟
运动的光子延迟指的是一个用户的运动需要充分反映在显示屏上的时间。如果需要100ms来反映你对你的VR设备屏幕的动作,当你做出一个动作(例如看左边),是运动的光子延迟100ms。而高运动的光子延迟,会使虚拟现实感觉不够真实。当用户使用VR设备进行移动时,大脑希望该VR设备的屏幕能正确反映该动作。当屏幕滞后于用户运行后,用户真实感会减弱,这使虚拟现实的用户体验降低。为了获得VR高体验,一个要求便是延迟低。这意味着一个运动延迟要远远小于20ms。

二、不允许丢帧
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(理论上,每一帧都是不同的画面)。帧数FPS是由显卡所决定的。VR设备的帧数相当重要:最好需要120帧,最低也得90帧,否则会引起玩家的不适。

三、高帧率(刷新率高)
帧率,指的是显卡将显示信号输出刷新的速度,比如60Hz就是每秒钟显卡向显示器输出60次信号。帧率是由显示器决定的。帧率最低要求为60Hz,要获得更优质的VR体验,帧率需要90hz甚至更高,

四、镜头不发生畸变
镜头畸变用通俗的话来说就是图像扭曲变形,给人以中间凸出(桶形畸变)或是凹陷(负畸变)感觉。要解决这个问题,需要用特定的算法来改变投射到人眼的正常图像,然而因为每一帧都要经过软件的后处理,对硬件性能的要求很高。镜头不发生畸变,能够给用户带来高沉浸感以及更大宽阔的视野体验。

就目前趋势而言,VR一体式已成为主流。主要原因就在于其能够整合VR芯片解决方案、显示器等。但因为将VR芯片解决方案等融入其中,对其性能要求较高。而要获得更优质的VR体验,满足用户对VR的高质量需求,芯片解决方案的图形图像处理器GPU就成了关键因素。其中,GPU决定是否能满足低延迟,高帧率这两大关键VR需求。

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随后,Volker展示了VR游戏和视频渲染的流程,从中我们可以看到经过镜头畸变后的游戏内容,以及视频解码后抽取的部分景象与镜头畸变后的景象的对比。那么PowerVR在优化VR渲染方面有什么好方法呢?

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Imagination PowerVR GPU针对VR优化

VR需要什么样的GPU?这便是Imagination PowerVR GPU需要涉足的地方。Imagination一贯以我们在高端移动与嵌入式图形的领导地位而广为人知。PowerVR架构固有的可扩展性和功耗效率等多种优点让我们能为VR产品提供最佳的GPU解决方案。下面,Volker给大家讲解一下PowerVR的结构与以及优化VR渲染的优点。

PowerVR图形处理单元:
• tile-base渲染:低带宽,低功耗
• 延迟渲染:高性能,低功耗
• 标量多线程、多任务的ALU:高效率以及易于编程
• 无损压缩(PVR3C):低带宽,低功耗

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Power VR GPU的优化VR渲染技术 - 通过OpenGL ES的驱动程序扩展启用
• 前缓冲区渲染:采用光线追赶策略来获得更低的延迟
• 异步时间错位:减少延迟
• 多分辨率渲染:减少GPU工作量
• 单一几何对象提交:减少CPU开销

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Imagination可为开发人员提供免费的PowerVR图形SDK,这是专为支持各种3D图形应用开发所设计的跨平台工具套件。开发人员能前往Imagination官方网站免费下载SDK。感兴趣的朋友也可以到我们的以下网址查看相关内容:https://imgtec.com/blog/tag/virtual-reality

最后,Volker介绍了Imagination对VR未来的发展方案。
• 不断提高图像的保真度:争取达到最高分辨率和帧速率来获得VR产品的逼真演示。
• VR设备不受限制:在操作上仅靠电池驱动,PC端高端游戏能独立运行。
• PowerVR更深层次的研究:视线追踪以及光线追踪技术。主要包括用户视觉体验,单通道镜头畸变、低成本视网膜中央凹渲染这三方面。

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在VR市场,Imagination PowerVR GPU的低能耗高性能特性,无疑是给VR发展的道路上锦上添花。当然,Imagination也将会不断完善和提升技术,相信在未来的十年,有更令人惊艳的VR体验。下面,我们跟随炬芯CEO周正宇博士的步伐来了解这款搭载PowerVR G6230 GPU的炬芯S900VR一体机。

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“为2K而生”—搭载PowerVR G6230 GPU的炬芯S900VR一体机方案介绍

谈到炬芯S900VR,我们都知道1080P只是VR一体机的初级体验,要想满足视觉上的超高清体验,2K屏才是真正的选择。炬芯VR产品负责人张天益在此次发布会中,将炬芯64bit旗舰产品S900VR概括为“为2K而生”。炬芯S900VR的超高清2k屏,高分辨率,将给我们带来一场美妙绝伦的视觉盛宴。

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炬芯S900VR是一款高性能、低功耗,多元化应用和高集成度的64位四核主控芯片,采用28nm集成电路工艺。配置上,S900VR采用了64bit DDR、以及带有Imagination的64bit GPU PowerVR G6230 高性能图形运算处理器。PowerVR G6230集成了两个着色集簇,每个带有32个FP32 ALU内核,总共为64个内核,能够提供必要的GFLOPS处理最严苛的图形和计算应用程序。在PowerVR GPU的支持下,相信S900VR将会给我们带来与众不同的优质体验。

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