新形勢下VR游戲開發(fā)對GPU技術(shù)的依賴性分析

摘 要：VR游戲開發(fā)對GPU有著重要的依賴性。本文通過GPU工藝、構(gòu)架和軟件優(yōu)化方面進行革新，進而提高VR游戲成像的清新以及解決畫面卡頓等現(xiàn)象，進而保證VR游戲體驗的效果。本文通過分析新形勢下VR游戲開發(fā)對GPU技術(shù)的依賴性，讓GPU技術(shù)的研發(fā)掌握好方向，同時也能有效提高VR游戲開發(fā)的效率與質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：VR游戲開發(fā);GPU技術(shù);依賴性

前言：在VR行業(yè)形成全球VR技術(shù)標準的背景下，中國VR行業(yè)也要及時進行調(diào)整，保證VR游戲開發(fā)符合20ms延時、75Hz以上的刷新率，同時也要保證1k以上的陀螺儀刷新率，進而讓VR游戲符合現(xiàn)行標準[1]。同時中國VR行業(yè)也一直存在低端配置的VR游戲存在市場中，這不僅對消費者造成一定的傷害，同時也使VR游戲的信譽受到嚴重影響，因此中國VR行業(yè)也要重點打擊不符合標準的VR技術(shù)，進而為VR提供良好的市場環(huán)境。VR游戲的開發(fā)要從硬件、軟件和應(yīng)用出發(fā)，而其中硬件才是VR游戲的基礎(chǔ)，同時VR技術(shù)的標準中所涉及的參數(shù)都與GPU技術(shù)有著重要的關(guān)系，因此GPU技術(shù)的優(yōu)異決定了VR游戲開發(fā)的質(zhì)量，同時也決定了VR體驗的效果。作者通過以下四點，對VR游戲開發(fā)對GPU技術(shù)的依賴進行分析，進而突出GPU技術(shù)對VR游戲開發(fā)的重要意義。

一、VR游戲?qū)PU要求不斷在提高

VR游戲一直在我國進行著開發(fā)與研究，但在沒有制定VR技術(shù)標準前，一度使低端VR游戲和較差的VR技術(shù)流入市場，使人們在體驗VR游戲時容易出現(xiàn)頭暈?zāi)垦５默F(xiàn)象，同時也有畫面模糊的情況發(fā)生，嚴重影響了VR游戲的質(zhì)量，這就是GPU技術(shù)沒有達到技術(shù)要求所造成的[2]。VR其實就是一個顯示器，只是將顯示器放在了你的眼前，同時VR也是一個環(huán)幕，因此VR對GPU有著更大的需求，在傳統(tǒng)游戲中1080P的分辨率和30Hz的刷新率足以支撐游戲，但在VR游戲中一旦延時率超過20ms就會讓人出現(xiàn)眩暈感覺，因此VR游戲的開發(fā)中一般都選擇延時較低的OLED，同時陀螺儀也需要1ms的延時，所以留給GPU處理圖像的時間就非常少了，因此VR游戲開發(fā)對GPU要求更為苛刻，同時GPU技術(shù)的革新對VR游戲開發(fā)也最為重要。

二、VR游戲開發(fā)對GPU工藝制程的依賴

從國際VR技術(shù)標準考慮，GPU需要達到每秒300M的三角形輸出率，而這也僅僅是VR游戲開發(fā)的最低標準，因此一些低端的技術(shù)較弱的GPU完全不符合VR游戲的開發(fā)，同時GPU工藝制程也是提高GPU性能的關(guān)鍵操作，能夠有效提高GPU工作效率，所以在GPU工藝制程方面VR游戲開發(fā)對此相對有著很高的期望與依賴。GPU工藝制程就是其制作工藝，也就是集成電路通過相同體積中，制作更多的電子元件和連接線路，同時還要保證其精細度[3]。當前移動端GPU已經(jīng)在大規(guī)模采用14nm工藝同時7nm工藝也有少量流入市場，不過其工藝的高低也能決定GPU的質(zhì)量與性能，磁能使GPU工藝制程不斷地改進，進而讓器件尺寸縮小，集成度不斷地提高，降低其功耗，使器件性能得到提升。同時GPU工藝制程大多數(shù)掌握在第三方芯片制作廠商手中，而這些廠商也會因為一些工藝的問題與技術(shù)問題，無法為VR游戲開發(fā)提供相應(yīng)的技術(shù)支持，同時VR游戲開發(fā)也無法決定其工藝制程的發(fā)展。

三、VR對GPU架構(gòu)的依賴

架構(gòu)是GPU的基礎(chǔ)，同時也對GPU的性能提升有著重要的決定性作用，因此能夠有效體現(xiàn)GPU或者顯卡廠商價值的地方就是架構(gòu)的升級。在當前NVIDIA在架構(gòu)上做了很大的改動與提升，NVIDIA推出的Maxwell型號GPU，不僅在性能上比傳統(tǒng)GPU提高一倍，同時功耗也降低了一半，而在VR游戲開發(fā)中采用Maxwell架構(gòu)的GTX1650和RTX2080的性能足以提高兩倍有余，同時在每瓦性能也提升到3倍[4]。其中RTX2080G中不僅使用了TU104核心，而TU104核心仍然運用6組GPC單元，但每組GPC卻改成了8個不SM單元，這不僅給VR游戲開發(fā)提供了良好的技術(shù)支持，同時也讓VR游戲更加穩(wěn)定。而隨著時間的推移GPU的晶體管數(shù)量也從開始的30億提高到210億，同時性能也隨之增幅，通過GPU架構(gòu)的提升，VR游戲開發(fā)也實現(xiàn)了實時光線追蹤的渲染，進而讓VR游戲更加真實，提高VR游戲開發(fā)的質(zhì)量。

四、VR游戲開發(fā)對GPU軟件優(yōu)化的依賴

在VR游戲開發(fā)過程中最困難的就是軟件的優(yōu)化，VR游戲開發(fā)并不只是將一堆先進的科學(xué)技術(shù)堆疊在硬件身上就能夠?qū)崿F(xiàn)。要在硬件提升到一定程度時，也要對軟件進行相應(yīng)的優(yōu)化，進而使VR游戲更具精彩的內(nèi)容以及給玩家良好的游戲體驗，所以VR游戲開發(fā)也要依賴GPU軟件的優(yōu)化[5]。而NVIDIA也抓住了VR頭盔廠商的這一漏洞，進而專門為VR游戲開發(fā)商與頭盔廠商開發(fā)很多優(yōu)化的工具，通過直接模式和前緩沖渲染模式，讓VR游戲開發(fā)者提高效率，同時也通過分辨率著色和VRSLI這兩種功能，讓開發(fā)商減少GPU計算資源的浪費，同時也能降低GPU渲染場景的耗時，進而有效讓VR游戲開發(fā)符合當前國際VR技術(shù)標準，也能促進VR技術(shù)的發(fā)展。

結(jié)束語：綜上所述，GPU不僅在工藝制程、架構(gòu)技術(shù)方面對VR游戲開發(fā)有著重要的影響，同時軟件的優(yōu)化也對VR游戲的體驗與觀感有著直接的影響，所以VR游戲的開發(fā)對GPU技術(shù)有著強烈的依賴感。作者通過對新形勢下VR游戲開發(fā)對GPU技術(shù)的依賴性的分析，意旨為VR游戲開發(fā)提供參考，也為我國科技發(fā)展提供幫助。

參考文獻：

[1]宋辰.被動接受與主觀選擇——論游戲引擎技術(shù)支持下的VR影視劇創(chuàng)作[J].戲劇之家，2018（36）：97.

[2]施佳.VR/AR技術(shù)的機遇和挑戰(zhàn)——以游戲產(chǎn)業(yè)為例[J].計算機產(chǎn)品與流通，2018（11）：93-94.

[3]楊晨源.虛擬現(xiàn)實技術(shù)與VR游戲[J].科技傳播，2018，10（02）：89-90+131.

[4]周琛知.VR/AR技術(shù)助推網(wǎng)絡(luò)及關(guān)聯(lián)行業(yè)發(fā)展[J].有線電視技術(shù)，2017（12）：25-30.

作者簡介：

祁大慶（1981-），男，漢族，江蘇連云港，本科，現(xiàn)在江蘇鴻奧信息科技有限公司擔任總經(jīng)理。

競爭項目：2017年江蘇省重點研發(fā)計劃（產(chǎn)業(yè)前瞻與共性關(guān)鍵技術(shù)）項目。

項目名稱：基于GPU集群的VR游戲關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)（項目編號：BE2017104 ）。

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