小菜硬件杂谈 说说VR里的异步时间扭曲（三）

（原标题：小菜硬件杂谈 说说VR里的异步时间扭曲）

ATW的难点和局限

前面说了实现ATW对GPU和OS的要求，接下来该说一说这个技术需要解决的技术难点了。难点主要有两个，一个是位置抖动，另一个是运动的物体和动画引起的瑕疵。

位置抖动是最明显的用基于方向的时间扭曲带来瑕疵之一，在使用VR设备时移动头部，如果在ATW产生图像帧时只考虑了旋转分量，那么任何头部平移分量都将被忽略。这就意味着当你的头部从一边移动到另一边时，哪怕只是旋转你的头或转动你的眼睛，你将看见离你很近的物体会有多个图像叠加的抖动，这种效果在临近场空间中是非常明显的，比如下面的这个潜艇截图：

位置抖动示意图

那么，这种影响有多严重？抖动的程度取决于玩家的运动方式，如果保持头部相对静止并且只看风景，这种颤动将并不显著，可以忽略不计。另外，如果看远处物体，头部运动也不太可能引起明显抖动。换句话说，如果你离场景非常的近，当你头部移动的时候，位置抖动将会相当明显，就像没有ATW一样。这种抖动也会出现在当你近距离看带纹理的地面的时候，由此产生的感觉是一个让人望而生畏、不稳定的世界，让人非常迷茫和不舒服。

另外一点是运动的物体和动画。使用ATW时，动画或者移动的物体会引起另外一个瑕疵，因为它产生的新图像只是根据前一帧图像生成的，缺少了物体的运动信息，所有的中间帧都好像是被冻结了一样，这个伪影表现为这些移动的物体，即抖动的多幅图像。因而对于运动的物体来说容易产生抖动，如下图：

运动物体抖动示意

这个虚影的影响取决于场景中物体数量、投影面积及运动速度等条件，如果物体个头小、运动速度慢，那么抖动将不是特别明显。如果物体快速移动或覆盖屏幕很大一部分，抖动将十分剧烈。虽然ATW处理近景物体是个问题，但影响并没想像的那么大。

总结：ATW不是万能的

总体来说ATW确实是一项很棒的技术，如果没有它的话，开发者在游戏开发中为了保持画面帧率只能非常保守地使用CPU和GPU性能，而ATW可以游戏更容易保持帧率稳定，从而让开发者在画面设计上更加大胆。此外，ATW还可以很大程度上减少画面抖动，从而降低使用者的眩晕感。

异步时间扭曲

然而，上文我们已经提到，ATW是有局限性的，VR应用最好是维持较高的帧率，以提供最好的渲染质量。ATW生成的中间帧也有可能导致用户有不舒服的感受，换句话说，ATW无法从根本上解决这种不舒服。为了产生一个舒适，令人信服的VR空间，开发人员仍然需要保持帧率在90Hz。

异步时间扭曲配合GPU抢占

用ATW的VR应用在运行中丢失了约5%的帧。ATW可以将大部分丢失的帧补上，从而大幅减少画面抖动，而这一切对应用来说不需要消耗更多性能或更改代码就能实现。Oculus还表示这一切只是开始，他们正与合作伙伴尝试提高ATW的运行效率。