編譯/小夥計

VR進入消費者領域已經三年了，但VR技術仍處於第一代。儘管在近距離視覺領域已經有了些許提高，但阻礙下一代硬體的瓶頸仍然存在。

這一瓶頸就是（良好的）注視點渲染的發展。

解析度與FOV：基礎難題

如今大部分消費級VR頭顯的視場角都大約能達到水平視角100度。但是如果VR需要更加沉浸的效果，那麼人類的視角需要增加到210度。但是目前的頭顯解析度都還不夠好，依然存在肉眼就能看見像素塊、小型文本無法閱讀的問題。

有效改善這些規格的基本難題在於視場越寬，角解析度就越低。角度解析度是每度的像素數量——這就是我們實際感知顯示器解析度的方式。這就是為什麼你的電視遠遠看起來效果很棒，但近看細節就不行。

Oculus Connect3大會上的圖表

在同一顯示器中，200度頭顯的角度解析度只有100度。這意味著顯示器具有兩倍像素數量，覆蓋整個人類視覺範圍，獲得的細節效果仍然和如今的頭顯差不多。

達到所需解析度要求的顯示面板將很快出現，這只不過是時間問題。問題在於如何讓圖形硬體在圖形到達時實際驅動這些圖形。

即使僅讓視場和角解析度僅增加50％，所需驅動的像素數大約是當前VR驅動數量的4倍。目前唯一能在現有遊戲中以完全性能運行這種頭顯的GPU是英偉達泰坦RTX——顯然是不切實際的。

那麼如果頭顯的視場角達200度和角解析度也是目前的兩倍呢？那麼圖形硬體在每秒驅動數十次16倍的像素數。目前還沒有GPU可以處理這樣的任務，並且按照目前的進展速度，可能需要五年後才能出現，這意味著這款硬體可能要等到10年後才能用得起。

注視點渲染救援

阻礙下一代硬體發展的瓶頸有一個解決方案。人眼只有在中心區域才是高解析度。當你環顧房間時，你會注意到只有正在注視的物體才是高細節的，中心區域周圍的一切都沒有那麼清晰。但「中央凹區域」只有3度寬。

VR頭顯可以利用這一點，對直接注視區域以高解析度渲染，而周圍的其他區域都可以以低得多的解析度渲染。這稱為注視點渲染，並且使更高解析度的顯器成為可能。反過來，這也應該能夠達到更廣泛的視場角。

注視點渲染依賴於眼動追蹤。其實眼動追蹤需要達到完美的程度。否則，環顧四周就會有細節分散注意力。並非所有的注視點渲染解決方案都是一樣的。眼動追蹤越完美，渲染效率就越高。

案例研究：小派Pimax

小派Pimax 8K和5K頭顯提供了對注視點渲染需求的案例研究。這兩款頭顯提供單眼2560×1440的解析度，視場角可達170度。

儘管Pimax最初聲稱頭顯可以在英偉達GTX 1070顯卡上運行，但後來改變了調整，認為GPU不夠用。

資訊科技網站Tom"s Hardware最近使用售價700美元的RTX 2080對Pimax頭顯進行了基準測試。雖然它們能夠順利地運行像《Space Pirate Trainer》這樣的簡單遊戲，但玩諸如《亞利桑那陽光（Arizona Sunshine）》和《Serious Sam VR》這樣的遊戲就需要將視場角降低到120°並將解析度調低。

Pimax計劃在今年晚些時候為其頭顯發布一款眼動追蹤附件，該公司聲稱該附加功能將支持注視點渲染。

到底什麼叫「一代」呢？

「一代」純粹上是語義上的定義。在遊戲機世界中，一代代表著實質性的改進，並且大約每五年發生一次。但在智能手機領域，「一代」的含義是每一年。

新一代VR意味著規格的大幅改進和新功能的增加。在我看來，輕微的解析度增加並不代表著新一代的出現。當下一代VR真正來臨時，不會有任何關於言符其實的問題。

檢測VR是否進行世代更替的一個好辦法就是，只在聖誕節訪問的遠方表親試用你的新頭顯時，他們有沒有注意到新頭顯與去年聖誕節的舊頭顯的區別？他們不太可能注意到小規格調整，但他們會注意到顯著的改進和增加的新功能。

何時能夠用上？

在今年1月的CES2019大會上，HTC宣布了Vive Pro Eye ——也就是新版的Vive Pro，增加了眼動追蹤功能。Vive Pro Eye成為市場上首批帶有注視點渲染的頭顯之一。

Vive Pro Eye的視場角並沒有比其他頭顯更寬，相反，它使用超級採樣。在超級採樣的區域用比顯示器高的解析度進行渲染，從而得到少（或無）疊影的高質量圖像。但這一結果是取決於眼動追蹤的質量還是其他無關的原因，尚不清楚。

在10月份的Oculus Connect 5大會上，Facebook展示了他們在注視點渲染方面取得的進展。 該公司首席VR研究員邁克爾·阿布拉什（Michael Abrash）展示了一種利用機器學習填補低解析度區域的新方法，讓一個微小的中心凹區域成為可能。Abrash展示只需要5%的顯示器解析度的就能夠進行渲染，節省了20倍。阿布拉什稱渲染的結果在視覺上與VR中的正常渲染「難以分辨」。

阿布拉什最後預測這項技術將在四年內完成，也就是2022年的時候。基於阿布拉什在過去的Oculus Connects大會中的其他預測，似乎Facebook正在等待這項技術的成熟來實現真正的下一代Oculus Rift。

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