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VR时间扭曲空间扭曲重投影和运动平滑解释

发布时间:2019-06-07 10:32 来源:未知 编辑:admin

  您可能已经听过这些条款或在VR耳机的设置中看过它们,但它们做了什么,有什么区别?

  标准时间扭曲本身实际上对帧速率没有帮助,也没有打算。它是为了降低VR 的感知延迟。在Oculus DK1之前的VR具有比今天更高的延迟 - 主要是由于软件而不是硬件。Timewarp是Oculus用于使延迟足够低而不易察觉的多种软件技术之一。

  时间扭曲在将其发送到耳机之前重新投影已经渲染的帧,以解释头部旋转的变化。

  也就是说,它会在帧开始和完成渲染之间在您旋转头部的方向上几何扭曲图像。由于这只需要重新渲染的时间的一小部分,并且帧之后立即将帧发送到耳机,因此感知的延迟较低,因为结果更接近您应该看到的。

  目前,所有主要VR平台都使用Timewarp的概念。因此,与普遍看法相反,即使你达到完全帧率,你仍然会看到重新投射的帧。

  异步时间扭曲采用相同的几何变形概念,并使用它来补偿丢帧。如果当前帧未及时完成渲染,则ATW会使用最新的跟踪数据重新投影前一帧。

  它被称为“异步”,因为它与渲染并行而不是在渲染后发生。在知道真实帧是否将按时完成渲染之前,合成帧已准备就绪。

  ATW于2014年底首次在Gear VR Innovator Edition上发售。但是在2016年3月Rift消费者推出之前,它还没有在PC上使用。该功能依赖于近期GPU中添加的硬件功能是Rift没有的原因之一支持R9系列之前的GeForce 7系列显卡或AMD显卡。

  2016年10月,Valve 为SteamVR 添加了一个类似的功能,他们称之为异步重新投影。该功能最初仅支持NVIDIA GPU,但在2017年4月增加了对AMD GPU的支持。

  当应用程序在几秒钟内持续丢弃多个帧时,IR强制应用程序以半帧速率(45FPS)运行,然后每隔一帧合成生成 - 因此“交错”。交错重投影实际上比异步重投影具有一些感知优势,因为它使任何双重图像伪像在空间上一致。

  时间扭曲(当前)和重新投影仅考虑旋转跟踪。它们不考虑位置头部移动,也不考虑场景中其他物体的移动。

  2016年12月,Oculus发布了Asynchronous Spacewarp(ASW)来解决这个问题。ASW本质上是一种快速外推算法,它使用先前帧之间的差异(即运动)来估计下一帧应该是什么样的。

  尽管有这个名字,ASW并不总是被启用。就像过去SteamVR的Interleaved Reprojection一样,当应用程序在几秒钟内持续丢弃多个帧时,会自动启用ASW。然后它强制应用程序以半帧速率(45FPS)运行并合成每隔一帧生成一次。

  因此,ASW不会取代ATW。ATW始终处于活动状态,ASW在需要时启动。

  因为ASW仅具有框架的颜色信息而不了解对象的深度,所以图像中经常存在明显的伪像(缺陷)。

  Asynchronous Spacewarp 2.0是ASW的即将推出的更新,它通过结合深度理解大大提高了技术的质量。在宣布该技术时,Oculus展示了以下场景作为2.0更新将消除的视觉工件的示例:

  然而,与目前为止的所有其他技术不同,ASW 2.0不适用于任何应用程序。开发人员必须每帧提交深度缓冲区,否则它将回退到ASW 1.0。

  值得庆幸的是,虽然Unity和虚幻引擎共同为绝大多数VR应用提供支持,但现在在使用Oculus集成时默认提交深度。

  PTW是即将发布的Asynchronous Timewarp(ATW)更新版,它将使用与ASW 2.0相同的深度缓冲区来增加高质量的位置校正。与今天的ATW一样,PTW更新仍将始终启用,因此只要帧丢失,合成帧就会及时准备就绪。

  Facebook声称PTW使ASW的启用或禁用更加无缝,因为事先不再有位置抖动。但就像ASW 2.0一样,PTW只适用于提交深度缓冲区的应用程序。

  据信,PTW将与ASW 2.0进行相同的更新,因为ASW 2.0将不再考虑耳机移动,完全将其留给PTW。

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