英伟达GameWorks VR技术 让虚拟更现实

（原标题：英伟达GameWorks VR技术 让虚拟更现实）

第1页：Virtual Reality 引领未来之光

VR，英文全称Virtual Reality，即虚拟现实，其具体含义是指综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成一个可交互的三维环境，为使用者提供沉浸感觉的一种技术，其本质上是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统。这个概念最早由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jaron Lanier）在20世纪80年代初提出。

VR是目前最有前景的技术之一，其可被广泛地应用于城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域，为其提供切实可行的解决方案。目前来看，其发力最大的领域是虚拟现实类游戏。

VR射击游戏

VR游戏目前越来越受到广大游戏厂商和游戏玩家的重视，就以目前最大的游戏平台Steam来说，目前其上架的虚拟现实类游戏已达几百个，只要你拥有HTC Vive，就可以在Steam VR平台上体验这些让你身临其境欲罢不能的游戏。这些游戏中不乏《Half-Life》这种大作，并且所有推荐游戏都支持base station动作捕捉系统。

HTC Vive

目前虚拟现实设备呈现“三足鼎立”的局面，前文提到的HTC Vive就是其中之一，另外两个平台分别是Oculus Rift以及PlayStation VR，这三大平台的火热竞争使VR成为极客和高端玩家们竞相追捧的香饽饽，甚至普通玩家也对这种新兴的游戏形式抱有浓浓的兴趣。作为全球视觉计算技术的行业领袖，NVIDIA更是一直以来都在奉行致力于虚拟现实的承诺，为玩家提供更高质量的游戏体验，为游戏开发者提供更优质的开发工具。NVIDIA目前推出了两套VR开发工具，分别是为游戏开发者准备的GameWorks VR以及面向工程设计人员的DesignWorks VR，两套工具意在为从业人员打造一个高效实用的使用环境。

第2页：GameWorks VR 身临其境的游戏体验

GameWorks VR是NVIDIA于2015年6月台北Computex上提出的一项计划，旨在帮助开发者完成更流畅、效果更好的VR虚拟现实画面。该工具集成了API、libraries库文件以及其他能帮助开发者快速开发出支持VR头盔的功能，搭配同一时期发布的GeForce GTX 980Ti，为使用GameWorks VR开发VR体验的公司提供新的解决方案。

GameWorks VR

由于VR渲染跟普通3D渲染有很大不同，要求也大不一样，最重要的两点就是性能和延迟。由于VR需要双眼显示不同画面，所以对性能的要求至少是普通渲染的2倍，而延迟则为更重要，有些人玩VR头盔感觉恶心的一个原因就是延迟导致的画面不同步。

GameWorks VR工具能够保证电脑只需渲染传输到VR显示器上面的画面，这样的设计有助于降低电脑的计算负担，让画面运行得更加流畅，同时降低画面延迟。与之相比，当前的图像引擎仍然面向普通显示屏，对VR画面渲染之后才应用特殊处理。由于大量被渲染的图像数据并未被使用，因此会消耗很多不必要的资源。可以说英伟达的GameWorks VR工具就是为了优化这一缺陷而诞生的。

GeForce VR 平台

目前GameWorks VR拥有以下几项技术：

NVIDIA Multi-Res Shading (MRS)——创新的VR渲染技术。通过NVIDIA MRS（多重分辨率着色），影像的每个部分都能以与最终显示的VR影像像素密度更好匹配的分辨率进行渲染。此技术采用GeForce GTX 980Ti GPU的多重投影架构，只须一个扫描就能运算完多个视口的画面，因此大幅度提升VR游戏顺畅度。

VR SLI——为VR应用提供更好的性能。多个GPU负责运算其中一个眼睛看到的场景，大幅加快立体视觉的着色流程。结合GPU惯用的应用编程介面，VR SLI可让两个或更多GPU来扩展电脑。VR SLI两块显卡分别渲染VR眼镜中的画面，效率更高，更为流畅。

GameWorks VR 技术

Context Priority——可控制GPU调度以支持各种先进的VR功能，像是异步时间扭曲（异步时间扭曲是指在一个线程（称为ATW线程）中进行处理，这个线程和渲染线程平行运行（异步），在每次同步之前，ATW线程根据渲染线程的最后一帧生成一个新的帧。）等。如此不仅能缩减延迟，当游戏玩家移动头部时还能快速调整显示影像，无须重新渲染画面。

Direct Mode——兼容各种虚拟现实头盔，即插即用。透过Direct Mode，NVIDIA绘图处理器驱动程式会把头戴装置辨识成一部VR显示器而不仅仅是一个标准的桌面显示器，因此能提供更接近无缝的用户体验。

Front Buffer Rendering——让GPU直接渲染前台缓冲区以降低延迟。

目前GameWorks VR SDK开发套件已被VR行业的各大开发商所使用，并获得他们的强烈支持，其中包括CCP Games、Epic、HTC、Oculus以及Valve等，Epic的虚幻4引擎已经支持Gameworks VR。Oculus Rift和HTC Vive都是NVIDIA VR技术的合作伙伴，同NVIDIA一起推动VR产业的快速发展。

第3页：DesignWorks VR 让虚拟照亮现实

2015年8月，NVIDIA宣布了一套全新的VR开发工具——DesignWorks VR，该工具配合之前推出的GameWorks VR SDK一起使用，聚焦代替在虚拟现实里创建物理对象。这套开发工具意在利用虚拟现实技术，帮助产品设计师和建筑师使用虚拟现实的独特功能为真实世界创建对象。

DesignWorks VR

DesignWorks VR扩展了可用的工具集，同时改进支持Open CL，专注于设计和雕刻对象特性甚至面向现实世界的物体，其能够让设计师在设计他们产品过程中用到非常强大的计算机辅助设计，方便他们可以准确有效地实现脑中的想法。DesignWorks VR是一种自然的延伸，使用基于现实物理的渲染，这是自然刻画的物体模仿真实世界的物理性质，对于创作者去衡量他们选择的设计将如何表现是至关重要的。

DesignWorks VR揭露的特性与GameWorks VR有许多共同点，例如MRS和VR SLI技术，但其也有许多偏向应用程序的独特技术。下面是它的几项特性的介绍：

Warp & Blend——Warp & Blend API提供了几何矫正和桌面亮度调整去创建一个无缝的VR CAVE环境。Warp & Blend API为图像质量实现上述调整使呈现不会引入任何延迟。

GPU Affinity——GPU Affinity由管理图形的布局和渲染工作量分配给多个GPU提供了显著的性能改进。这为开发人员提供特定GPU的细粒度控制。

DesignWorks VR 技术

Synchronization——英伟达提供了各种同步技术来防止多个或集群式的GPU创建的巨大桌面所产生的图像撕裂和角度偏差问题，比如帧锁定（Frame lock），同步锁定（Genlock），Swap Groups & Swap Barriers，这些都可以很好的帮助开发者设计无缝和广阔的VR CAVE和集群环境。

GPU Direct for Video——英伟达的GPU Direct for Video技术实现了低延迟视频传输，能够让开发人员无缝覆盖视频和图形到虚拟现实环境里。

DesignWorks VR目前帮助各种行业的设计师实现他们的创意，DesignWorks现已用于诸多行业应用中。Autodesk VRED应用DesignWorks VR打造沉浸式体验，福特汽车公司则利用DesignWorks VR的全新工具，将虚拟现实用于检查汽车设计的整个外观和内饰。凭借DesignWorks VR，工程师和设计师可突破极限，打造出令人身临其境的互动体验。

VR来了，你准备好了么？

很多人认为，2016年是VR的元年。情况确实如此，如果说之前的VR设备都只是停留在视频中或者演示中话，那么今年，VR将真正的来到我们眼前。已发布的HTC Vive头盔，以及即将发布的Oculus Rift和PS4 VR等都纷纷开始涌现，同时VR游戏也开始迅速崛起，将会有更多的大型VR游戏进入玩家们的视野。NVIDIA的两套VR开发工具表明了其对VR未来发展的重视，他们希望能给消费者带来最好的VR显卡和开发者工具，让“虚拟”真真正正地走进现实，照亮现实。