现在最好的VR显卡是？NVIDIA GEFORCE GTX 1080

VR（虚拟现实）如何能更进一步？怎么才能让虚拟世界更接近真实，并且去掉那些该死的不适反应，这是目前阶段VR厂商所努力追求的。然而虚拟现实作为一个即将影响全人类发展进程的新兴事物，它的进步光靠VR厂商的研发能力与资源是绝对不够的。现在，作为当今电脑图形计算顶尖厂商NVIDIA也立志为VR的发展添一把火，推出了带有几项黑科技，专门为VR优化的NVIDIA GeForce GTX 1080显卡，它的出现（那些创新的VR加速黑科技），把VR向民用普及的时间点往前足足推进了一整年！

虚拟现实面临的窘境

就目前来说，称的上“真实虚拟世界”的VR设备仅限于Oculus Rift和HTC Vive，它们都是基于电脑辅助视觉运算的VR眼镜设备。通过与高性能电脑相连，VR的图像运算全部交给了电脑主机里强劲的CPU和显卡，也因此获得了最佳的显示效果和最低的延迟。但这还不足够，因为目前的VR眼镜普遍分辨率较低（HTC Vive是单边1200x1080），跟PC游戏动紮4K分辨率还要3联屏比起来画面精度差远了，同时即便是在这样不高的分辨率下，由于VR必须同时渲染两个视口（左右眼画面），

什么是视口？视口就是人的肉眼观看事物的视角。譬如，你站在电视机正前方，你眼睛看电视机的角度，及因此能见的全部视野就是你的视口。同理，站在你旁边的人看电视机，也会有它唯一的视口，因为他眼睛所处的位置跟你不相同。

因此设计师还需要降低画面内容或精度来做帧数妥协

根据调查，人处于VR虚拟现实环境里，画面渲染帧速低于90帧每秒，人就容易因为看到的跟感受到的不一致而出现眩晕反应，轻则有晕车的感觉，严重的可能会呕吐甚至休克等等。

所以要大幅提升VR虚拟现实的表现力及真实性，先决条件必须再次大幅提升电脑图形处理器的效能才能满足VR新时代的挑战。而接下来我们将告诉你，为什么NVIDIA Geforce GTX 1080是目前运行VR应用最好的显卡，没有之一。

Simultaneous Multi Projection architecture（同时多视口投影架构）

还记得读书时候的立体几何课程吗？一个现实中的立体物件，如果我们要把它在纸上画出来，就必须用到平面投影思维。所谓的平面投影思维，就是模拟一个单点光源对物体照射后形成的平面投影画面是什么样的，照那个样子画出平面图，只要人眼与单点光源处于几乎相同的位置，看这张平面图就会有立体画的感觉。 因为这时候你的眼睛就相当于那个点光源，当你看到这种绘制于平面上的立体画的时候，其实跟你看到真实物体在你眼里的成像位置是一样的，由于大脑长期对立体物形成的视觉潜意识让我们产生这张平面画是立体的错觉。

在过往，一块显卡（一个GPU）只能有唯一一个视口（你可以假设为只有一只眼睛看世界，每次只能从一个地方观看），如果你要多视口就必须增加更多的显卡。而现在，NVIDIA GEFORCE GTX 1080显卡的同时多视口投影架构允许以一块显卡就能并行渲染高达16个不同视口的投影成像（等于你有16只可以随意摆放的眼睛，同时获得16个不同的视角）。那为什么NVIDIA要把VR图像加速揭幕篇的第一块显卡改造成这种架构呢？因为只有这种架构，才能让接下来两个用于VR（虚拟现实）渲染提速的黑科技成为了可能。

Lens Matched Shading（镜头匹配着色技术）

在上文里，我们知道所有的3D游戏画面，其实都是通过立体投影到显示器平面上的“假3D画面”，VR也一样，只不过VR还在眼镜里分为左眼和右眼的投影画面。由于左右眼的视口不同，因此这两个画面看起来几近相同但其实又略有不同，因此在传统的VR渲染过程里，这两个视口画面都是各自独立渲染生成的。显卡需要完成左眼（1200x1080pix）+右眼(1200x1080pix)那么多的运算量。

而在VR虚拟现实中，当戴起VR眼镜，我们其实并不是直接看3D投影平面的，因为液晶屏距离双眼太近无法聚焦，所以必须通过一个目视透镜对画面进行调节，同时我们还要在液晶屏显示图像中也做一个相应的反调节来纠正目视透镜的画面形变，最终才给肉眼造成像是在几米内观看100寸大电视的效果，这是目前所有VR眼镜图像重现的唯一方法。当NVIDIA GEFORCE GTX 1080由于采用了全新的同时多视口投影运算架构，它能够以一种更有效的方式重现正确的画面。

这项技术被NVIDIA称为Lens Matched shading（镜头匹配着色技术），现在，我们把VR眼镜于左右眼目视透镜后的立体投影平面（视口），各自再分成四个同等面积的小视口，并且让视口里的平面投影成像以一定的内角度倾斜，在画面上看就像是把透镜包裹住一样。看下图

本应是一平面的立体投影区域变成4幅各自独立的小立体投影平面，它把人眼经过透镜后的所有视野以一种特殊的角度包裹住。这时，NVIDIA GEFORCE GTX 1080显卡可以做到直接在VR眼镜中输出不需要透视纠正的正常矩形画面。并且它只渲染这个画面（省掉了鱼眼画面多余不需要渲染的画面运算量），为了理解这一功能，请看下图。

重复一次VR眼镜的成像过程，人眼->目视透镜->液晶屏，由于目视透镜进行了视觉调节（光线扭曲了），因此必须在液晶屏显示环节给予一个预先扭曲的画面给予反向调节，这样人才能看到正常的长方形画面。而在NVIDIA GEFORCE GTX 1080显卡里，由于它的多视口架构，现在它被设计成为在VR使用环境中，把每一边液晶屏显示输出画面平均切割成4个独立的画面，在这种情况下，GTX 1080可以预先在运算过程中切掉那些显示在液晶屏上但却在目视透镜调节后不存在的画面边缘。是不是有点生涩难懂？不怕，看下图：

为了能在视距哪么近的VR眼镜里能看到像是相隔几米看电视墙的效果，目前的唯一做法是在VR眼镜里加入目视透镜进行（光线）调节，但调节后会让光线畸变，为了反向纠正这种失真，就必须在VR眼镜显示屏里输出带有这种桶型失真的画面，才能一正一负最终抵消这种变形，最终让人眼看到正确的画面。留意上图虚线框的部分，其实在最终显示时（人眼最终能看到的画面）是不存在的，但现在的显卡或VR眼镜都必须计算并显示这部分内容，这就造成了巨大的性能浪费。而NVIDIA GEFORCE GTX 1080显卡由于可以单显卡输出16个独立视口，现在它可以通过对输出到VR液晶屏的视口一分四并进行精确控制，从而就可以在数据计算输出到液晶屏显示前就能把最终人眼可以看到范围以外的数据丢弃不计算。用脑子想一下就知道，这样对性能提升是非常明显的。也会成为下一步VR设备发展的潮流。NVIDIA GEFORCE GTX 1080显卡VR显示原理图如下：

Single Pass Stereo（双眼一次构图技术）

电脑游戏里的人物，其实都是用多边形搭建出来的，多边形用得越多，搭建的人物模型越精细，越像真人。但多边形使用过多，又会造成显卡的几何运算量加大，造成画面帧数明显下降，这在每秒帧速率必须达到90fps以上的VR应用中是必须要做取舍平衡的，看下图：

这是一个由非常非常多3D建模构成的游戏人物模型，大家看到这个怪兽非常的逼真，但同时你看，在VR双画面同步显示的情况下，即便用NVIDIA 最新款的这块GTX1080显卡，也只能做到65-66fps/sec的水平，就是说在VR环境下观看极可能让你产生头晕作呕的反应。而当NVIDIA开启了GTX1080显卡上的Single Pass Stereo（双眼一次构图技术）后，帧速率直接上升并稳定在96fps！能稳稳地通过VR应用必须满足每秒90帧以上显示速度的最低要求了。

到底NVIDIA这个黑科技是怎么实现的呢？其实，我们平时用双眼看人，虽然两只眼的视口会有不同，但看到的人或物都是一样的，就譬如这个演示模型里的怪兽，左右眼看到的都是同一只怪兽，它肯定都是使用同样的多边形建模，如果我们通过技术“按定量”尊享一下视口（变换同一物体的观测角度），则可以不需要重新运算这个怪兽的建模数据获得第二只眼的3D框架，节省大量的顶点绘图过程。并且，NVIDIA这个双眼一次构图黑科技还能把这个建模运算量平均分配到左右眼上，这样的好处是如果你使用两块显卡，你能立刻获得成倍的性能提升（1号卡算一半建模数据，2号卡负责另外一半，它们同步进行）

有了以上两个黑科技，开发者现在可以在VR里获得更快的速度，又或是往VR里添加更多任务或场景细节让虚拟世界变得更真实。以GTX 1080显卡来计，同时多视口架构让它在VR虚拟现实中的速度比上一代卡皇GTX Titan X快2倍！

VRWorks Audio

在一个真实世界里，声音对视觉是一个非常重要的修饰或补充，很多时候人们仅凭钥匙声就知道门要被打开，高跟鞋的声音代表女朋友回来了等等。因此看到的同时能听到非常重要，因为对于一个有经验的成年人来说，它们是一个互相印证的过程。你们是否试过在倒水的时候，正常应该会有水声，但如果水流顺着杯子壁下去没发出声音，人会觉得有一种异样的感觉，肯定会认真看看是不是水壶没水了。就是说，正常的人都是通过听觉和视觉相互验证去判定事物的。

因此，如果要让虚拟现实世界变得更真实，更难以跟真实世界区分开来，声音的虚拟现实也是非常的重要。一般来说，声音的虚拟包含，混响，回响，闷声，渐变等效果。譬如，现在通过杜比立体声，已经能在耳机系统里重现比较精准的声场定位，但是目前VR（虚拟现实）世界里的音频都有一个极大的缺陷，导致我们非常确信自己是在虚拟世界里的，那就是物体声音并没有按照人和环境的变化而变化。

举个最简单的例子，当你去完洗手间里按马桶冲水，你在洗手间狭小空间里听的声音，你边走出洗手间边听到的冲水声，还有之后关门后的冲水声都是不同的，因为它经过距离，各种与周围建筑的碰撞造成的回响加混响加衰减等等变化，目前的VR由于性能的原因，都没有做计算。因此，目前即便是做的比较好的VR游戏，也只是模拟到当你离开音源比较远后声音变小了而已。

为了获得更真实的虚拟世界，NVIDIA VRWorks Audio技术也伴随GTX 1080显卡诞生了，通过名为OptiX激光跟踪引擎，用GTX 1080显卡玩VR游戏，会直接模拟声音从音源到你耳朵之间各种环境混响，回音和折射，从而让你听到的声音跟真实世界一模一样，这直接导致了如果闭上眼的话，你或许会误以为这就是真实。也可以想象得到，当VR有了VR音频技术的支持将会如虎添翼，向人们不能区分的“真实世界”又迈进了一大步。

VR真实触感技术

当视觉和听觉都更趋真实后，很多人以为这就是终极的虚拟世界。然而，触感，以及因为你的触碰而造成的物体反馈也是影响一个人对世界是否真实的重要判断因素。试想一下，当你很生气，大力一脚把身边的空饮料罐踢走的时候，这个饮料罐是空的，因此踢起来的感觉有种轻和使不上力的感觉，同时，饮料罐如果撞到墙壁，会有反弹，但如果是撞到沙发什么的，反弹力度就会很弱了。而如果在虚拟世界里没有对这些细节做出运算纠正，你踢一罐没喝过的易拉罐饮料跟一罐喝完的脚感没有任何区别，同时它撞击墙壁后的反馈感觉又完全一样，你的大脑潜意识就会告诉自己，这不真实，当你一旦有一丝的怀疑，这个“真实”世界就土崩瓦解了。现在NVIDIA通过PhysX（物理）引擎，像VR音频引擎一样，去提供API给虚拟现实开发者为各种物件输入对应的参数，从而让你触碰各种物件时尽量做到跟真实世界一样反应并且响应延时极低，这将进一步让你无法区分现在是虚拟还是真实。

NVIDIA VR Funhouse游乐场示范游戏

为了让用户对NVIDIA GeForce GTX 1080显卡携带的各种崭新VR技术有一个更深刻的了解，NVIDIA专门制作了一个名为VR Funhouse的VR小游戏，通过模拟一个国外的游乐场让人们游玩里面的小游戏，大量应用了VRWorks里最新最炫的视频，音频及物理引擎技术，让用户的VR（虚拟现实）感知上升到一个全新的高度。

结语 – VR发展之路还有很长

随着NVIDIA Geforce GTX1080显卡及全新VRWorks开发套件与引擎的出现，现在VR开发者可以做出速度更快，细节更多，声音和触感都更为真实的虚拟现实应用。然而，这只是人类往虚拟现实发展的重要一步，未来的2-3年里，随着比GTX 1080显卡更快的图形处理器的出现，更合理的VR触感回馈技术，更好的VR环绕声效果，人们将不再区分是VR还是真实...

随处皆体验，脑想即真实！

这就是我们想告诉你的未来

上一篇：听说过胸部鼠标垫，见过真人胸部大小的鼠标垫嘛？
下一篇：雷蛇官方零售店：亮瞎双眼！