所謂虛擬實境，就是要欺騙人的眼睛和大腦，讓虛擬世界感覺跟真實世界一樣。目前好的 VR 產品已經在這方面做得相當不錯了，但仍有進步空間。下面要說的就是一項可以讓虛擬世界更能模擬真實世界的技術。
人眼看世界與 VR 計算材質貼圖方式
人眼能看到的範圍是有限的，因此產生了一個名詞叫人眼視度。人眼視度指的是人不動頭時的可視角度。我們身處一個 360 度環繞的世界，但任何時候我們只能看 120 度視度範圍內的事物，並且我們的雙眼會聚焦在視野中一小塊不超過 6 度的區域（中央凹 + 近中央凹視野），周圍則是模糊的（周邊視野），這就是我們看世界的方式。
頂級的 VR 頭顯（HTC Vive、Oculus Rift）的可視角度能達到 110 度左右（與眼睛和螢幕之間的距離有關），與人眼視度非常接近。我們在 VR 頭顯中看到的世界，也只是它的螢幕所顯示內容的一部分，而真正聚焦的更是這一小部分中的一小塊區域。但是 VR 裝置在計算畫面時卻是對整個視野進行計算，不在人眼聚焦的畫面一樣在以相同的速度更新。
由於 VR 裝置的高解析度和更新率，這種貼圖計算方式需要消耗大量的 GPU 資源，使得 PC 平台的頭盔對顯卡要求很高（通常在 GTX 970 以上），而行動 VR 則很難達到良好的體驗。
不過，一些公司已經在著手解決問題，Nvidia 推出了 MRS（multi-resolution shading）技術，中國公司七鑫易維則希望在此基礎上加入焦點算圖（Foveated rendering）技術。
分區算圖的 MRS
2015 年 5 月，Nvidia 在自家針對 VR 的開發者套件 GameWorks VR 中加入了 MRS 技術。這項技術使得針對 VR 的算圖不再是將整個畫面以相同的解析度進行計算，而是分成了幾個不同的區域。
畫面的中央，也就是人眼在 VR 中看到的主要區域，也是畫面沒有畸變的地方，會以完整的高解析度進行貼圖計算；而畫面的邊緣則以更低品質進行算圖，再加上邊緣的圖元經過變形後的損失，可以節省 25%-50% 的圖元，理論上可以提升一倍的計算效果。
使用 Nvidia Maxwell 架構的顯卡，包括 GeForce Titan X 和 GTX 900 系列，目前都支援這一技術。
在接受雷鋒網採訪時，Nvidia 全球副總裁、中國區總經理張建中也解釋了這項技術：
傳統的眼鏡都是魚眼的，傳統的 GPU 算圖的是長方形，長方形變成魚眼，用傳統的方法去計算是不行的。所以我們想了一個比較聰明的方法，我們把視覺圖形分成 9 塊，用不同的方式去計算，這樣把效率提高大概 50% 左右。結果就相當於以前可能一秒鐘計算貼圖 90 格，現在可以做到 140 格左右，這樣你就可以看到更高清晰度。
焦點算圖
中國創業公司七鑫易維目前正與 Nvidia 合作，在 MRS 技術的基礎之上，使用眼球追蹤技術進一步開發出焦點算圖技術（也叫注視點算圖），從而進一步縮小高解析度算圖畫面的區域。
據七鑫易維 CEO 黃通兵介紹，焦點算圖透過近紅外感測器對人的眼球進行追蹤，判斷人眼的注視點，只對注視點區域進行高解析度計算，而且這個區域會隨著注視點的變化而變化。
上圖是雷鋒網記者在試用注視點算圖技術時電腦螢幕顯示的畫面，可以看到記者的視線焦點停留在小屋上時，畫面中只有小屋是清晰的，而周圍一大片區域則是模糊的。但是當你戴著頭盔看時，幾乎分辨不出和沒有使用這項技術的畫面的區別。
官方表示，這個方案可以在保證使用者體驗的情況下，將渲染圖元降低到 MRS 方案的 10% 左右，最終適用於 VR 裝置的 PC 比率可以提升至 30%。
眼球追蹤會對整個畫面算圖帶來延遲，黃通兵表示他們解決了這個問題，他表示目前追蹤技術最高可以做到 380Hz 的更新率，如果以通常提供的 220Hz 計算，會給算圖帶來 5ms 的延時。但是，由於使用焦點算圖，GPU 的負擔減輕，使得其算圖延時可以降低至 5ms，最終使得整體延時仍然低於 20ms。
這項技術也仍有一些問題需要解決，包括針對戴眼鏡的用戶，眼鏡會影響眼球追蹤的效果；還有 HTC Vive 這類產品使用的菲涅耳透鏡，其同心圓也會干擾到訊號。
國際上亦有廠商在開發類似的技術，包括 Tobii、SMI、FOVE 和 Eyefluence，但是這個領域還沒有形成標準。
目前七鑫易維除了跟 Nvidia 合作外，也在跟高通、HTC、Oculus 以及中國 VR 頭顯廠商合作研究這項技術，具體的產品面世時間仍有待確定，但據悉高通的一體機方案會重點推這個技術，中國的大朋和 3Glasses 也很積極。
（本文由 雷鋒網 授權轉載；首圖來源：達志影像）
