英伟达详细介绍可变速超级采样VRSS，大大提升VR体验

来历：映维网 作者 吴羽桦

假造实际行颐魅正在迎来新一轮的硬件迭代，更高判别率的头显和更优机能的光学组建成为了厂商的重要存眷点。软件方面同样呈现了相同的环境，一波夸大流通VR体验的应用正在涌向终端斲丧者。

操作图灵架构，英伟达显卡可以或许以原生判别率提供VR体验所需的机能。为了进一步晋升图像清楚度，英伟达在CES 2020大会时代宣布了“可变速度超等采样（Variable Rate Supersamplin；VRSS）成果。

日前，英伟达资深软件工程师DeepChand Palswamy和资深体系软件工程师Swaroop Bhonde撰文对其举办了先容，下面是映维网的详细清算：

可变速度超等采样（VRSS）扩展了图灵架构的可变速度着色（Variable Rate Shading；VRS）成果，它可以通过执行选择性超等采样来改进图像质量。VRSS仅在GPU周期可用时开启，但你可以选择地举办启用。无需应用开拓者集成，这项成果可完全在英伟达表现驱动中处理赏罚。

1. 配景

1.1 超等采样

SSAA（超等采样抗锯齿）是一种早期的抗锯齿方法。详细来说，先把图像映射到缓存并把它放大，再用超等采样对放大后的图像像素举办采样，一样平常选取2个或4个相近像素，然后将采样殽杂起来，天生最终像素，令每个像素拥有相近像素的特性，从而致使图形边沿的过渡趋于滑腻。最后再把最终像素规复至原本巨细的图像，生涯到帧缓存，并输出到表现器。

MSAA（多重采样抗锯齿）首要是通过专用的多重采样缓冲区（渲染方针）来实现。缓冲区的可用设置为2倍，4倍，8倍。MSAA产生在管道的光栅化阶段。你可以领略成是一种非凡的SSAA。MSAA只对Z缓存（Z-Buffer）和模板缓存（Stencil Buffer）中的数据举办超等采样抗锯齿的处理赏罚，亦即只对多边形的边沿举办抗锯齿处理赏罚。对比于对画面全部数据举办处理赏罚的SSAA。

尽量SSAA有利于晋升视觉质量，但它存在自身的范围性：

SSAA是机能麋集型成果：像素负载与样本数目成线性比例难以风雅节制着色率：无法对4x MSAA缓冲区执行2x超等采样，同时无法按照渲染地区或任何其他前提选择性地对工具举办着色。

图1：MSAA和SSAA的像素着色器执行。MSAA为包围样本执行一次像素着色器并共享数值，SSAA为全部样本执行像素着色器。

1.1.1 MSAA和SSAA的示例

图2将每个像素表现为一个正方形，点暗示一个像素内的样本位置。

在运行像素着色器之前，硬件会天生一个“包围遮罩”。它存储当前三角形所包围及未包围的样本。

在方框1中，包围全部4个样本。在方框2中，包围3个样本。

MSAA超等采样像素着色器为中心的像素执行一次，仅天生一个着色并将其复制到“包围”样本中。像素着色器为每个采样位置的样本执行一次，为每个包围样本天生独一的着色。方框1：全部4个样本都包括完全沟通的着色，以是将它们均匀会发生沟通的着色；没有质量晋升方框1：全部4个样本均包括独一的着色。以是，将它们均匀会发生更为精确的着色；晋升质量+内部抗锯齿方框2：3个样本包括完全沟通的着色，第4个样本包括配景致，以是将它们均匀会发生抗锯齿输出；没有质量晋升，但边沿抗锯齿方框2：3个样本包括独一的着色，第4个样本包括配景致，以是将它们均匀会发生矫正确的和抗锯齿的输出；晋升质量+边沿抗锯齿

1.2 超平判别率

应用可以具有效于缩放渲染判别率的动态缩放成果。这个要领涉及按比例缩放渲染方针。但这种缩放是整帧执行，乃至外围都是以更高的判别率缩放和渲染，而VR并不真正必要这样。更好但更伟大的办理方案是仅缩放中心地区，并按比例缩小以进步质量。

1.3 方针地区

对付VR，渲染地区可分为中心地区或外围地区。用户一样平常是把留意力齐集在VR屏幕的中心地区。透镜畸变会严峻挤压图像的外围，但用户一样平常无法感知。仅在中心地区举办的任何优化城市改进最终用户的整体体验。

1.4 图灵可变速度着色（VRS）

图灵的VRS成果可以或许选择性地节制整个渲染外貌的着色率。VRS可以行使以下两种方法之一来动态改变现实像素着色时代的着色率，而不是每个像素执行一次像素着色器：

大致着色：每个多栅格像素执行一次像素着色器，然后将沟通的着色复制到像素超等采样：每个单栅格像素执行多次像素着色器。

VRS功通过仅对凝望地区举办超等采样来改进视觉质量。

2. 可变速度超等采样（VRSS）

2.1 先容

VRSS的事变道理是选择性地对帧中心地区举办超采样：牢靠凝望点超等采样。你可以行使VRS成果为渲染方针应用差异的着色率。在对中心地区举办超采样的同时，你不会触及外围地区。VRSS仅在空闲GPU周期可用时举办选择地启动。

图3：VRSS的示例。

按照应用措施选择的MSAA级别，中心地区可以举办多达8倍的超等采样。全部这统统都可以由英伟达表现驱动处理赏罚，无需任何应用集成。

用户可以通过NVIDIA Control（节制面板）->“Manage 3D Settings（打点3D配置）”页面->“Program Settings（措施配置）”标签启用VRSS。在开启时，你可以看到数个选项。

Adaptive（自顺应）：将超等采样应用于帧的中心地区。中心地区的巨细取决于可用的GPU余量Always On（始终开启）：将超等采样应用于牢靠巨细的中心地区。这个模式不思量GPU余量，并也许导致丢帧。

这项成果仅合用于满意以下前提并接管英伟达机能说明的应用：

DirectX 11 VR应用MSAA+正向渲染

2.2 幕后

VRSS不必要任何开拓者集成，而且完满是由英伟达表现驱动实现和处理赏罚。

英伟达表现驱动处理赏罚多个成果板块，包罗：

（编辑：河北网）

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