在最新發(fā)布的一篇文章中，我曾提到維護虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)“真實感”的重要性。而高幀率(60、90或120 Hz，取決于頭戴式顯示器（HMD）的最大刷新率)的渲染應(yīng)用程序與光子運動低延遲是實現(xiàn)“真實感”的重要部分

在本文中，我將闡述如何使用OVR_multiview擴展減少渲染VR應(yīng)用程序所需的CPU和GPU功耗。

不使用OVR_multiview的渲染

在標準的優(yōu)化VR應(yīng)用程序中，場景將在幀緩沖區(qū)對象(FBO)中進行兩次渲染——一次渲染左眼圖像，另一次渲染右眼圖像。要進行渲染，應(yīng)用程序需進行以下操作：

?Left eye 左眼圖像
在FBO左邊部分設(shè)置視口
使用左眼的攝像機投影矩陣在場景中繪制所有對象

?Right eye 右眼圖像
在FBO右邊部分設(shè)置視口
使用右眼的攝像機投影矩陣在場景中繪制所有對象

渲染每個矩陣的場景時，由于HMD透鏡，F(xiàn)BO對象會由桶形失真修正至枕形失真。

在這個方案中，應(yīng)用程序必須提交兩個幾乎相同的GL call數(shù)據(jù)流，而兩次渲染唯一的區(qū)別是應(yīng)用到頂點時要進行矩陣轉(zhuǎn)換。每矩陣都需提交調(diào)用實則浪費時間。同時，GPU驅(qū)動程序也需要花費時間來驗證API調(diào)用并且每矩陣均生成GPU命令緩沖區(qū)，而一個簡單的共享命令緩沖區(qū)便可以完成這些工作。

OVR_multiview

有了OVR_multiview擴展(及分層的OVR_multiview2和OVR_multiview_multisampled_render_to_texture擴展)，應(yīng)用程序可以綁定一個結(jié)構(gòu)數(shù)組至FBO，并對每個元素進行實例繪制。這樣，圖像驅(qū)動程序便會準備一個GPU命令緩沖區(qū)，并在每次實例渲染時重新啟用該緩沖區(qū)。當擴展程序處于激活狀態(tài)時，則可以在頂點著色器中訪問gl_ViewID_OVR內(nèi)置來確定需要渲染的元素。

由于是基于拼貼的GPU架構(gòu)，每實例中必須進行拼貼。拼貼過程完成后便執(zhí)行每元素的像素渲染任務(wù)。

OVR_multiview：優(yōu)化繪圖提交過程

使用OVR_multiview一個較為簡單的例子是創(chuàng)建一個結(jié)構(gòu)數(shù)組，該數(shù)組由兩個分別代表左眼圖像和右眼圖像的元素組成。對于每一幀，應(yīng)用程序可以通過以下步驟完成渲染：

?綁定FBO（附上結(jié)構(gòu)數(shù)組）
?將變換矩陣數(shù)組統(tǒng)一傳輸至著色器中
數(shù)組包含兩個元素——兩個變換矩陣分別用于左眼圖像和右眼圖像
?在場景中繪制對象
?在頂點著色程序執(zhí)行時，使用gl_ViewID_OVR確定哪些矩陣用于轉(zhuǎn)換

通過這個簡單的轉(zhuǎn)換，應(yīng)用程序可以減少一半需要提交給驅(qū)動的OpenGL調(diào)用。

OVR_multiview：減少片段處理

用于拓寬用戶視野的透鏡是沉浸式VR系統(tǒng)的重要組成部分。為解決透鏡引起的枕形失真，必須在圖形顯示之前應(yīng)用桶形失真。

不過，現(xiàn)代GPU設(shè)計的初衷并不僅是渲染桶失真圖像。VR應(yīng)用程序必須在第一層時渲染非失真圖像，然后在第二層進行桶形失真。但這樣，第一層渲染便過多消耗了GPU周期及帶寬的紋素色素，而可供桶形圖像外部區(qū)域使用的則非常少，在第二層渲染中桶形圖像外部區(qū)域的紋素和像素密度則非常高。

如上圖中所示，可以使用OVR_multiview將渲染細分為可以更好地表示桶形圖像像素密度的區(qū)域。實現(xiàn)該方法一個簡單的例子是，每矩陣在桶形圖像中間渲染一個高分辨率且窄視野的圖像，在桶形圖像外部區(qū)域渲染一個分辨率較低且寬視野的圖像。桶形失真?zhèn)鬏斊陂g，片段著色器可以在桶形圖像內(nèi)基于像素坐標將高分辨率和低分辨率圖像混合在一起。

在視野狹窄的渲染中，全分辨率圖像占整個場景的25%，而寬視野渲染的分辨率則為一半(全分辨率的25%)，GPU只需要對全分辨率渲染一半的像素進行著色——極大減少了片段著色器的計算量和相關(guān)帶寬。當然，具體的節(jié)省量取決于沒有偽影的情況下視野到底有多窄。

總結(jié)

通過OVR_multiview擴展及對一些簡單的應(yīng)用程序進行更改，VR應(yīng)用程序便可以更有效地將處理任務(wù)傳輸至圖像驅(qū)動器，并通過減少所需渲染的像素從而降低GPU的功耗。想了解更多Imagination如何優(yōu)化VR渲染的資訊，我強烈推薦克里斯汀·波茨赫所寫的有關(guān)使用帶渲染減少異步時間彎曲延遲的文章。

原文鏈接：
https://imgtec.com/blog/optimizing-vr-renderers-with-ovr_multiview/