在本周的GTC 2016大会上,英伟达(NVIDIA)的图形研究副总裁展示了一款全新的原型显示器,具有令人难以置信的高刷新率,几乎消除了可感知的延迟。
更新(2016年4月6日,太平洋时间上午11:08):此前版本中将“17,000Hz”错误地代之为正确的1,700Hz。
在虚拟现实中,延迟是一个非常重要的问题,从输入到显示的整个流程都会导致延迟。你经常会听到“运动到光子延迟”这个词组,它描述的是你移动头部的瞬间和显示器响应这个动作之间的延迟时间。在这两点之间存在着几个延迟源,包括输入检测、渲染以及显示器点亮像素的时间。
对于桌面级虚拟现实来说,目前最先进的虚拟现实头盔的显示器刷新率是90Hz,也就是说它们每秒可以显示90幅图像。虽然我们已经知道90Hz足以提供舒适的虚拟现实体验,但英伟达的研究副总裁David Luebke表示,更高的刷新率可能通过进一步减少延迟来改善虚拟现实体验。
本周在GTC 2016大会上,Luebke展示了一款实验性显示器,其刷新率几乎是目前消费者级头戴式显示器的20倍。这款显示器以惊人的1,700Hz刷新率运行,并安装在一个能够快速来回移动的轨道系统上。当剧烈摇晃时,显示器上的图像仍能保持相当稳定。即使放大观察,屏幕上的图像似乎完全固定不动。
90Hz的显示器每11毫秒显示一幅图像,而这款1,700Hz的显示器每0.58毫秒显示一幅图像。
Luebke表示:“如果将这种技术应用于虚拟现实显示器,这种极低的延迟将有助于在环境中保持非常稳定,以至于显示器不再成为延迟的来源。因此,这实际上是一种零延迟的显示器。”
我认为这件事情特别有趣的一点(以及所有虚拟现实显示器一般)是,虽然屏幕上的物体在我们的眼中似乎固定不动,但实际上,图像正在屏幕上来回移动,并点亮屏幕上的许多不同像素。它依然显得静止只是它移动的速度非常快,这种现象是有趣的反直觉现象。
Luebke表示:“你可以把这个东西放在涂料摇晃器里,它看起来会是固定的……非常酷。”
当然,对于这种跟踪级别,你还需要极低延迟的输入。因此,轨道系统的第二个原因也随之揭示出来:Luebke告诉我,轨道上的车轮几乎立即将移动传送给系统。如果没有如此精确和低延迟的输入,即使是这款如此快速的显示器,也不会呈现出如此稳定的图像,这凸显了在整个“运动到光子”流程中低延迟的需求。
虽然从输入到显示器的延迟小于20毫秒通常被认为足够适用于虚拟现实,Luebke表示,在10毫秒以内会变得更好,甚至可以感觉到延迟在降低到1毫秒的程度。
在我们能够通过超高刷新率来强行实现零延迟之前,像Luebke展示的那样,现代虚拟现实头盔采用一种称为低持续性的技术来获得超快速显示的一些好处,特别是模糊的减少。低持续性的工作原理是仅在短时间内点亮显示器,然后在下一帧准备好之前关闭它(而不是连续点亮从一帧到下一帧)。
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