導(dǎo)語(yǔ)：伴隨著全新VR體驗(yàn)所帶來(lái)的雙目渲染、高分辨率和低延時(shí)等要求，對(duì)CPU和GPU都造成了極大的計(jì)算壓力，一旦VR應(yīng)用出現(xiàn)性能問(wèn)題，非常容易造成用戶眩暈并帶來(lái)極差的用戶體驗(yàn)，因此性能問(wèn)題對(duì)于VR體驗(yàn)的好壞格外重要。本文將集中介紹VR需要高計(jì)算量的原因， 以及分享如何利用工具查找VR應(yīng)用的性能問(wèn)題和CPU瓶頸所在。

　　自從三大頭顯廠商Oculus、HTC和Sony在2016年發(fā)布了虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）頭顯產(chǎn)品后，由于能夠帶來(lái)卓越的沉浸式體驗(yàn)，VR越來(lái)越受到市場(chǎng)的關(guān)注和重視，而VR也被認(rèn)為會(huì)取代智能手機(jī)成為下一代的計(jì)算平臺(tái)。然而，盡管虛擬現(xiàn)實(shí)能給用戶帶來(lái)身臨其境般的沉浸式體驗(yàn)，但相比傳統(tǒng)應(yīng)用，其具有雙目渲染、低延遲、高分辨率以及高幀率等嚴(yán)苛要求，因此極大地增加了CPU和GPU的計(jì)算負(fù)載。鑒于此，性能問(wèn)題對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用尤為重要，因?yàn)閂R體驗(yàn)如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)優(yōu)化，容易出現(xiàn)掉幀等問(wèn)題，讓用戶使用時(shí)發(fā)生眩暈的情況。在本文中，我們將介紹一種適用于所有游戲引擎及虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)行時(shí)（VR runtime）的通用分析方法，分析基于PC的VR游戲面臨的性能問(wèn)題。我們以騰訊的一款PCVR游戲《獵影計(jì)劃》為例展示如何利用這套方法進(jìn)行分析。在此之前我們先來(lái)了解一下VR游戲?qū)π阅芤筝^傳統(tǒng)游戲高的四大原因。

　　VR游戲和傳統(tǒng)游戲在硬件性能需求上的區(qū)別

　　相較于傳統(tǒng)游戲，VR游戲由于存在高幀率、雙目渲染及容易產(chǎn)生眩暈等特性，導(dǎo)致對(duì)于硬件計(jì)算能力的需求顯著上升。下面從四個(gè)方面比較一下VR游戲和傳統(tǒng)游戲的區(qū)別：

　　像素填充率

　　以一個(gè)1080p 60fps游戲?yàn)槔?，像素填充率?24Mpixels/sec。如果是支持高端VR頭盔（Oculus Rift、HTC Vive）的游戲，像素填充率為233Mpixels/sec（分辨率2160x1200，幀率90fps）。但是中間需要一個(gè)較大的渲染目標(biāo)，避免圖像經(jīng)過(guò)反形變校正后產(chǎn)生用戶可見(jiàn)并且沒(méi)被渲染到的區(qū)域，導(dǎo)致視角（FOV）降低。根據(jù)SteamVR的建議，需要放大的比率為1.4倍，所以實(shí)際的像素填充率為457M pixels/sec（分辨率3024x1680，幀率90fps），我們可以通過(guò)stencil mesh把最終不會(huì)被用戶看到的區(qū)域剔除掉以減少需要渲染的像素，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的像素填充率為378M pixels/sec，但仍然是傳統(tǒng)1080p 60fps游戲的3倍像素填充率。

　　雙目渲染

　　從游戲渲染管線的角度來(lái)看，傳統(tǒng)游戲中每一幀的渲染流程大致如下，其中藍(lán)色的部分是CPU的工作，綠色的部分是GPU的工作。但由于視差的關(guān)系，VR游戲需要對(duì)左右眼看到的畫面分別渲染不同的圖像，所以下面的渲染管線也要對(duì)左右眼各做一次，從而增加了計(jì)算需求（在VR中兩眼的視差較小，可以利用GBuffer或提交渲染指令后用view matrix變換等方法降低實(shí)際計(jì)算）。

　　圖1 傳統(tǒng)游戲渲染流程