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Futuremark解释了VR基准测试不仅仅是数字的原因

Futuremark现在发布了备受期待的虚拟现实专用基准测试软件VRMark的完整版本。经过数月的研发,该公司发现自己不得不重新定义对虚拟现实性能测试这一困难课题的看法。

Futuremark是一家开发全球知名且被广泛使用的性能测试软件的公司。在PC游戏发烧友圈子中,他们以引人注目的专有合成游戏基准测试软件系列3DMark而闻名,这些软件多年来一直是GPU粉丝争论的基础,每个新版本都预示着即将到来的PC游戏图形技术将会带来怎样的视觉效果,为PC硬件发烧友提供了追求目标。
因此,当虚拟现实进入消费者阶段时,该公司必然会积极参与VR事业复兴。实际上,与沉浸式游戏一起带来的是对初期硬件要求的追求,以及对低延迟视觉和最低帧速90FPS的必要追求。因此,对于公司来说,一款专注于满足VR用户需求的新产品无疑将会取得成功。VRMark是该公司首次进军消费级VR性能测试领域,并最近通过Steam全面发布,提供一系列纯性能和体验性的“基准测试”,后者可以在VR头显内观看。
然而,任何有足够不同平台虚拟现实体验的人都会告诉你,对一个VR系统的“好坏”进行评估远非简单的事情。随着专用VR头显的出现,涉及的复杂专有渲染技术和专用显示技术也大多在消费级市场上未曾尝试。然而,Futuremark需要考虑的最大挑战是人体生理学以及对VR系统产生各种可能反应的完整范围。
Futuremark最初是从纯粹的分析角度来解决这个问题的,这是可以预料的。你可能还记得去年我们实际操作了早期版本的VRMark,当时它配备了一些非常昂贵的额外硬件。当时Futuremark的目标(至少部分地)是测量备受追捧的“从动作到光子”值 – 从渲染时间到显示时间,图像到达人眼的时间。然而,如果你已经去Steam购买了新发布的VRMark,你会发现它没有将“USB示波器”或“光敏传感器”列为系统需求。为什么会这样呢?
我们请Futuremark的James Gallagher来给我们解释一下。
“经过多个月的测试,我们发现对用户体验影响更大的因素是其他的。简而言之,测量流行的头显的延迟并不能提供对实际VR体验有意义的见解。更重要的是,仅根据延迟数据就推断有关VR性能的任何信息可能会产生误导。”Gallagher继续说道,“我们还发现‘VR准备’的概念比简单的通过或不通过更加微妙。VR头显使用了许多聪明的技术来弥补延迟和丢帧现象。像异步时间战隔、帧重投影、运动预测和图像弯曲等技术都非常有效。”
当然,Gallagher指的是几乎所有当前的消费者级VR硬件供应商现在都使用的技术,来帮助应对达到所需帧速和PC性能的不可预测性。所有这些技术(Oculus有异步时间战隔和现在的Spacewarp,Valve的SteamVR最近引入了异步重投影)都以类似的方式工作,实现相同的目标,确保你在VR中所做的动作(比如,转动头部时)与你在VR头显内看到的画面相匹配。结果是减少颤动和卡顿,这两种效果极有可能导致VR用户晕眩。
“通过VRMark,你可以评估VR系统的效果。”自己测试这些技术,”加拉格尔说,”这让你能够凭借自己的眼睛判断VR体验的质量。你可以亲自看看是否有任何延迟、卡顿或丢帧的情况。”加拉格尔还分享了他们研究的一些令人吃惊的发现:“在我们自己的测试中,大多数人无法辨别出性能不佳的系统,即使帧率一直低于目标值。你可能会发现,即使是相对廉价的硬件也可以提供舒适的VR体验。”

为了更详细地描述Futuremark针对消费者的VR基准测试方法,以下是詹姆斯·加拉格尔用自己的话解释:

[Futuremark建议]将客观基准测试与主观的“自己看一看”测试相结合。我们认为这是获得整体画面的最佳方法,尤其适用于低于Rift和Vive推荐规格的系统。

原因在于,“VR-ready”的概念比简单的通过或不通过更加微妙。

一方面,字面上的定义是,为了真正“VR-ready”,一个系统必须能够在头戴式设备上实现稳定的90帧每秒的帧率,而且不会丢失任何帧。在这种情况下,你所看到的每一帧都来自于游戏或应用程序。你会使用VRMark基准测试来测试这种情况。

另一方面,当系统无法保持头戴式设备上的90帧每秒时,VR SDK将尝试通过使用异步时间扭曲、帧重投影或其他技术来补偿。在这种情况下,你在头戴式设备上看到的帧有些是来自于游戏的真实帧,其他则是SDK创建的,填补了由于丢帧而导致的间隙。现在,如果SDK能够很好地隐藏丢帧的影响,以至于你无法区分它和纯正的90帧每秒体验之间的区别,那么也可以说这第二个系统也是VR-ready的。你可以使用VRMark体验模式来测试这种情况。

下面是一个例子来说明:

A系统:
VRMark橙色房间基准测试分数:6500
平均帧率:140帧每秒

B系统:
VRMark橙色房间基准测试分数:5000
平均帧率:109帧每秒

C系统:
VRMark橙色房间基准测试分数:3500
平均帧率:75帧每秒

D系统:
VRMark橙色房间基准测试分数:2000
平均帧率:40帧每秒

基准测试结果显示,A系统和B系统在纯粹意义上都已经达到了Rift和Vive的VR-ready要求。两者的性能足以在连接到VR头戴式设备时以90帧每秒的速率渲染每一帧。但是分数和平均帧率的差异可以告诉你,A系统有更多的余量来使用更高的设置或运行更具要求的VR游戏和应用。

C系统和D系统都没有达到目标帧率。所以现在的问题是VR SDK能否弥补丢帧的影响?为了回答这个问题,你需要使用带有连接的头戴式设备的VRMark橙色房间体验模式。

你可能发现,在使用体验模式时,无法区分C系统和B系统之间的区别。尽管C系统经常会丢帧,但SDK能够进行补偿并隐藏对用户的影响。VR体验和真正的VR-ready系统一样好。

对于D系统,你可能会发现VR体验存在明显的问题。SDK不能弥补低帧率的影响。你可能会注意到卡顿或其他令人分心的效果。

从中,你可以得出以下结论:

A系统是VR-ready的,具备承载更具要求体验的更大余地。
B系统是适用于HTC Vive和Oculus Rift推荐性能要求的游戏的VR-ready。
C系统在技术上不算VR-ready,但仍然能够通过VR软件技术提供良好的VR体验。
D系统不是VR-ready,无法提供良好的VR体验。

我认为很多玩家会想知道他们考虑的系统在技术和纯粹意义上是否真正达到了VR-ready的要求。只有通过基准测试,你才能获得这种洞察力。你也需要进行适用于你的系统的基准测试。监视器可查看系统超过90FPS的程度。VRMark蓝色房间基准测试是一项更严格的测试,非常适合比较超出Rift和Vive推荐规格的硬件。

另一方面,价格意识强的玩家可能会因为使用技术手段而对更便宜的系统感到满意,这些系统看起来可能是VR-ready的,例如,Oculus Rift在10月份的Oculus Connect上宣布的最低规格。可以使用基准测试来评估这些系统(VR SDK会如何补偿)以及体验模式(SDK的补偿效果如何)。

在这些都被搞清楚之后,我问Gallagher解释一下,如果Futuremark现在推荐人们采用“亲自看看”的方法进行VR基准测试,他为什么仍然认为需要VRMark?理论上,可以选择任何一个单独的VR应用或游戏来用于上述方法。人们为什么需要投资于VRMark呢?

他说:“我认为VRMark的价值在于它提供了一种用共同内容进行客观和主观评估的简便方法。基准测试为VR就绪提供了方便、可重复的VR工作负载。它们为VR就绪提供了纯净的测试。体验模式为不符合纯净定义的系统提供了一个评估用户体验质量的方法。”

最新的VRMark现已在Steam上销售,供与Oculus Rift、HTC Vive和OSVR兼容的头戴显示器一起使用。目前关于这款游戏的反馈褒贬不一,有人批评缺乏更多的“纯净”基准功能。作为展示VR的游戏,目前价格(14.99英镑/19.99美元)似乎有些过高,尤其考虑到这个展示部分(“橘色房间”)在免费试玩版本中已经提供。尽管如此,VRMark在VR中确实令人惊叹,结合上述方法,许多人可能会发现这个价格是值得的。

我们非常希望在下面的评论中听到您对Futuremark推荐的方法论、您对VRMark的使用体验以及关于VR基准测试如何随时间演变的想法。

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