在虛擬現(xiàn)實（VR）技術飛速發(fā)展的當下，如何提升VR體驗的流暢度與效率，始終是科研人員聚焦的核心問題。近期在一項研究中，加州大學圣地亞哥分校，科羅拉多大學丹佛分校，廣東工業(yè)大學和內(nèi)布拉斯加大學林肯分校團隊提出了一種 VR 渲染優(yōu)化方法 YORO，可降低超 50% GPU 開銷。

立體渲染技術是當前 VR 應用的主流方式，但它要求為每只眼睛分別渲染視圖。這一特性使得 VR 游戲相較于平面屏幕游戲，運行難度大幅增加。由于 GPU 需要承擔雙倍的渲染任務，導致 VR 游戲的圖形保真度難以提升，畫面質(zhì)量大打折扣，進而極大地削弱了 VR 對眾多主流游戲玩家的吸引力。

盡管像 Quest 這類獨立 VR 頭戴設備采用了單通道立體技術，在優(yōu)化立體渲染過程中的 CPU 繪制調(diào)用方面取得了一定進展，但 GPU 仍需對雙眼視圖進行渲染。這其中包含了成本高昂的每像素著色操作以及內(nèi)存開銷，成為制約 VR 性能進一步提升的瓶頸。

YORO 技術為解決上述難題提供了一種新方法，摒棄了傳統(tǒng)的雙眼分別渲染模式，首先按照常規(guī)方式渲染一只眼睛的視圖。對于另一只眼睛的視圖，不再進行重復渲染，而是通過兩個高效階段進行合成，即重投影和修補。

需要特別說明的是，YORO 并非基于人工智能的系統(tǒng)，不涉及神經(jīng)網(wǎng)絡，因此不會出現(xiàn) AI 幻覺等問題，確保了合成視圖的準確性和穩(wěn)定性。

在重投影階段，系統(tǒng)利用計算著色器將已渲染眼睛的每個像素精準遷移至另一只眼睛的屏幕空間，并標記出那些被遮擋的像素，即已渲染眼睛無法看到的像素。

隨后進入修補階段，借助一個輕量級圖像著色器，對重投影步驟中標記出的遮擋像素應用具有深度感知的繪畫濾鏡。通過將背景像素模糊后填充到這些位置，實現(xiàn)了另一只眼睛視圖的合成。

研究人員宣稱，YORO 技術能夠?qū)?GPU 的渲染開銷降低 50% 以上。在大多數(shù)情況下，合成出的眼睛視圖實現(xiàn)了“視覺上無損”的效果，為用戶帶來了幾乎與真實雙眼渲染相同的視覺體驗。

在實際測試中，YORO技 術展現(xiàn)出了驚人的性能提升。在 Quest 2 設備上運行 Unity 的 VR Beginner: The Escape Room 示例時，應用 YORO 技術后，幀速率提升了 32%，從 62 FPS 提高到了 82 FPS。

然而，任何技術都難以做到盡善盡美，YORO 技術也不例外。在極近場情況下，即虛擬物體離眼睛非常近時，物體與眼睛的距離越近，立體視差越大，YORO 方法的效果會在一定程度上打折扣。

針對這一情況，研究人員建議直接回歸常規(guī)的立體渲染方式，甚至可以只針對特定物體，如距離眼睛極近的物體進行渲染，而無需對整個場景進行渲染，從而在保證視覺效果的同時，兼顧性能優(yōu)化。

此外，YORO 技術還有一個較為重要的限制，即不支持透明幾何體。但研究人員指出，在移動 GPU 上，透明效果本身就需要進行第二次渲染，實際應用中很少使用。因此，他們建議將 YORO 插入到透明渲染過程之前，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。

為了讓更多開發(fā)者受益于這項創(chuàng)新技術，Unity 實現(xiàn)的 YORO 源代碼已在 GitHub 上發(fā)布，且遵循 GNU 通用公共許可證（GPL）。從理論上講，VR 開發(fā)者現(xiàn)在已經(jīng)可以將這一功能應用到自己的游戲中，為玩家?guī)砀鲿场⒏咝У?VR 體驗。