一文读懂PS VR的120Hz刷新率技术原理

对于索尼的诸多PS玩家来说，PlayStaTIonVR的出现无疑燃起了大家进一步的购买欲。而PS VR游戏的高画质和功耗也考验着PS主机的性能。因此，虚拟现实技术对硬件的高要求也导致了它进一步的更新迭代。PS VR于2016年7月28日面向中国大陆地区开放预约，短短数小时时间即宣告售罄，让人们不得不承认索尼的巨大号召力。而在短短四天之后，也就是8月2日，PlayStaTIon中国官方微博@PlayStaTIon中国发布微博，宣布正在积极筹备第二轮预约活动并将尽快开启。

索尼PlayStaTIon VR是不是真的只是依靠PlayStation游戏主机的号召力来拉动销售呢？答案显然是否定的。

在官方公布的PlayStation VR详细配置中，有一个参数明显在目前三大主流虚拟现实头显中占据领先地位——刷新率为120Hz，比HTC Vive和Oculus Rift高了30Hz。在虚拟现实头显的参数中，这一数据决定了眩晕感的强弱，因而消费者们又一次纷纷表示“索尼大法好”。

刷新率和帧数

刷新率，指显卡将显示信号输出，屏幕刷新的速度，比如60Hz就是每秒钟显卡向显示器输出60次信号，由屏幕决定。

帧数，是指画面改变的速度，60fps就是每秒钟显卡生成60张画面图片，由显卡决定。

这两者是相辅相成的，也就是说，当帧数和刷新率都能做到高数值而且能够同步的时候，就能实现很好的虚拟现实体验。打个简单的比方，就好像显卡能够告诉的翻书，屏幕能够很好的跟上翻书的速度，就能很好的读完一本书。

解决了刷新率，就能有效降低画面渲染延迟，降低了延迟，画面才能最大程度地跟随用户的脑部运动而变化，继而效缓解眩晕的情况出现。

对于PlayStation VR来说，作为一家游戏主机厂商，即便通过牺牲分辨率来大幅提升刷新率以保证游戏流畅性，是由索尼“为玩家提供更好的虚拟现实体验”的理念决定的。相对来讲，HTC Vive和oculus rift更多的是承担的更宽广的VR解决方案的任务。

虚拟现实头显的120Hz的刷新率有什么优势？

相信所有体验过vr眼镜的读者都会有过这样的感受——眩晕。

眩晕被称作影响虚拟现实发展的几大拦路虎之一，目前市场上主流的几大头显都没有从根本上解决这个问题。

出现眩晕的原因是多方面的，人体的生理机能、头显的刷新率和帧数、VR应用的制作质量等等，都会造成眩晕的出现。目前，人类能够有效实现改观的大概只有屏幕的刷新率这一项了。

“帧率是游戏行业中一个重要的命题，而虚拟现实崛起使之重要性翻了4番。HTCVive和OculusRift帧率为90hz；GearVR为60hz；PSVR力压众家，三个不同的模式，最高帧率为120hz。意义何在？简单来说：高帧率、低时延，能有效较少眩晕症状。高端设备制造商将行业标准设定在90hz，而中端GearVR只有60hz。“

因此在游戏体验上，PlayStation VR没有退路，必须要让自己做到三大头显中的最好，不然会挨骂的。

PS VR另一点不同之处在于，它采用的是横屏，将画面一分为二。而上述提到的头显采用的都是两个竖屏。也就是说较于移动双眼屏幕，索尼会采取稍稍不同的机械手段去处理IPD（双眼间距）。

相比于其他主流头显，索尼头显的屏幕分辨率要比HTCVive和OculusRift低。也许你认为会带来更严重的纱窗效应（特别是在旧一代原型机），其实不尽然。索尼Dr.RichardMarks表示：并不是每个1080p分辨率的屏幕都是一样的。PSVR屏幕每一像素内包含三个子像素和纯正的RGB色彩；而有些显示屏并没有覆盖RGB全色域，所以每一像素的子像素更少。PSVR的帧率也非常高。其实最大的影响是光学镜片。设计师费了很大的功夫才妥善匹配好镜片与屏幕视场。

PlayStation VR的120Hz的刷新率是真是假？

中国有句古话：假作真来假亦真，用来形容PlayStation VR的120Hz刷新率是最合适不过了。PlayStation VR是通过Asynchronous Reprojection 的辅助做到120帧游戏显示的，注意——是辅助，做技术的人，怎么能说是假的呢？

PlayStation VR屏幕其实是支持三种显示模式的：

原生120hz

PlayStation VR确实有真的原生120hz的显示刷新率，但这种模式要求开发者对应用的优化做得足够好，或者应用本身就对机能的要求不高，而这种情况往往是不太可能出现的。

原生90hz，后期推出的新固件支持的新模式

90hz的刷新率同htc vive和Oculus Rift的刷新率一样，想必就是索尼做出的一个妥协方案，有助于帮助开发者更好更积极的为PlayStation VR生产内容。当开发者发现自己的应用能轻松的超过超过60Fps，但又很难达到120Fps，就可以选择折中的90Fps为目标，这是为开发者留出的一个漏洞，也是为索尼自己留出的一条退路。

原生60hz，通过 Asynchronous Reprojection 转换成120Hz

原生60Hz，通过异步重投影技术实现120Hz。噱头非常足，所以最吸引大家的眼球，反而没那么关注两外两个显示模式了。当然，这个方法一定是有其缺陷的，不然索尼也就没必要推出另外两个模式了。

Asynchronous Reprojection的实现

在应用使用过程中，渲染画面所耗费的机能是非常大的，也是比较消耗时间的。虚拟现实头显对于延迟的要求非常高，如果在画面渲染上花费时间过长，画面传回头显内的显示屏上时错过了当前帧的同步，就会直接跳往下一帧，用户会晕的昏天暗地。

PlayStation VR的1000hz传感器，在每一毫秒里都会提供新的位置信息。Asynchronous Reprojection利用每两帧之间画面几乎非常接近的特点，用尽量小的机能消耗来生成对应当前人眼位置的画面。用户则能够在下一帧画面刷新之前，看到扭曲过的和最新的位置数据最接近的一帧画面，以暂时对应头部数据。

所谓异步，就是将上述线程和图像渲染处理线程分离开，是把这个线程和图像渲染线程分离开来。因为如果这两个线程顺序进行，由于可能出现画面渲染尚未完成的情况，造成Reprojection也被延后，但帧同步是固定时刻进行的，那么Asynchronous Reprojection就失去意义了。也就是说，所谓异步重投影，就是一帧是真实的，而下一帧是根据上一帧画面扭曲生成的。

虽然异步重投影有效的解决了帧率不够的问题，但并不是说完美的，这种方式有其本身的缺陷。