告別紙上談兵 四款中高端顯卡VR實(shí)戰(zhàn)測(cè)試
被稱作最強(qiáng)VR的HTC Vive發(fā)售也有一段時(shí)間了，雖然經(jīng)歷延遲發(fā)貨風(fēng)波，也絲毫沒有減少人們追捧的熱情。這不，前不久就見到有人報(bào)價(jià)一萬五要收購一臺(tái)，閑魚上的報(bào)價(jià)也沒有最高只有更高。看過我們之前文章的讀者們雖然我們和各種同行們也一次次的重復(fù)了官方推薦配置，但是不上手實(shí)測(cè)一下絕不是我們DIY編輯的風(fēng)格。我們找來了從中端到高端的四款NVIDIA顯卡，準(zhǔn)備與這款火爆的“黑科技”決一死戰(zhàn)，下面就讓我們告別紙上談兵真刀真槍戰(zhàn)起來吧。
敵情偵察：參測(cè)VR設(shè)備介紹
為了照顧部分對(duì)VR了解不多的讀者，我們就先來認(rèn)識(shí)一下，這次測(cè)試的主要主要工具——HTC Vive，目前硬件層面上當(dāng)之無愧的最強(qiáng)VR設(shè)備。
HTC Vive 主要部件一覽
HTC Vive主要部件包括頭顯、兩支手柄控制器、兩個(gè)位置追蹤器和一個(gè)串流盒。并不是十分復(fù)雜。
工作原理方面，VR設(shè)備可以通過耳機(jī)（聽覺）、頭顯（視覺）以及控制器帶來的震動(dòng)等交互欺騙我們的大腦，給我們帶來身處虛擬世界般的游戲/娛樂體驗(yàn)，而它們獨(dú)家的Room Scale功能也能允許玩家在虛擬世界中走動(dòng)，讓這一切更為真實(shí)。它采用雙OLED顯示屏設(shè)計(jì)，每塊屏幕可提供1200x1080分辨率的圖像，組合之后就能達(dá)到2160x1200的分辨率，整體的刷新率為90Hz，可視角度達(dá)到110度，官網(wǎng)售價(jià)6888元，前文我們也說過它現(xiàn)在的“黑市”身價(jià)早早過了萬元。具體性能參數(shù)如下：
敵情分析：配置需求為什么高？
之所以開始測(cè)試前我們要仔細(xì)列舉Vive的具體參數(shù)，目的是為了說明這樣一個(gè)問題。VR為什么這么耗資源？我們先來看一下HTC給出的最低配置需求。
可以看出，除顯卡之外的需求基本上都是一款主流游戲主機(jī)的配置。但顯卡需求非常突兀的達(dá)到了兩千元檔中高端顯卡的水平，如果小編們哪次游戲配置推薦寫出了這樣的配置估計(jì)要有很多小伙伴要火力全開吐槽一番了。那么到底是什么原因造成了這樣的“畸形”配置需求呢？這就要從工作原理說起。
單眼1200x1080的分辨率顯然并不是多么高的參數(shù)，哪怕是組合起來的2160x1200分辨率也沒超過標(biāo)準(zhǔn)2K顯示器的分辨率。很顯然問題并不是出在分辨率上，而“罪魁禍?zhǔn)住本驮谟诟哌_(dá)90Hz的刷新率，由于VR設(shè)備為了避免畫面撕裂造成失真眩暈會(huì)強(qiáng)制開啟垂直同步，這樣一來游戲畫面的幀率也會(huì)達(dá)到90FPS，實(shí)際上顯卡是將2個(gè)1512x1680圖像渲染到90fps，然后通過畸變算法顯示到擁有兩塊1080x1200分辨率屏幕的頭盔上，??而且為了達(dá)到更好的景深效果和沉浸體驗(yàn)，兩塊屏幕的圖像會(huì)有一定的差異，需要一定的運(yùn)算量進(jìn)行同步和捏合。試想一下，在接近1080P的分辨率下保證游戲在180FPS以上穩(wěn)定運(yùn)行再加上額外的雙屏同步的運(yùn)算量，就已經(jīng)是PC游戲普遍認(rèn)為的60FPS流暢標(biāo)準(zhǔn)三倍甚至更高的性能消耗。
VR的技能樹雖然有點(diǎn)歪，但實(shí)力絕對(duì)不容小視，那我們的參戰(zhàn)選手們又如何呢？
為了全方位搭建一個(gè)沒有瓶頸的VR測(cè)試環(huán)境，我們通過幾天的準(zhǔn)備找來了手頭最強(qiáng)的迎戰(zhàn)HTC Vive這款“黑科技”怪獸的硬件產(chǎn)品。
硬件航母出場(chǎng)：i7-5960X+X99測(cè)試平臺(tái)
鑒于真正全面的VR性能測(cè)試目前國內(nèi)還沒有做過，沒有先例可循的情況下，為了確保不出現(xiàn)任何硬件上的短板，我們隆重請(qǐng)出了目前手中最強(qiáng)大的處理器和主板平臺(tái)。消費(fèi)級(jí)在售處理器中的最強(qiáng)存在——Intel酷睿i7-5960X，擁有八顆3.0GHz的Haswell-E核心以及高達(dá)16條線程，三級(jí)緩存甚至達(dá)到了20MB的驚人級(jí)別。這樣一顆被同事們稱作“大怪物”的處理器與X99芯片組的主板一起成為了本次測(cè)試中的堅(jiān)強(qiáng)后盾。
同時(shí)為了避免其它因素造成影響，無論是內(nèi)存還是硬盤規(guī)格都選用了性能和容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于官方推薦配置的產(chǎn)品。并且將NVIDIA顯卡驅(qū)動(dòng)、SteamVR和Vive客戶端更新到了最新的版本。這里需要特別提一句，NVIDIA的最新驅(qū)動(dòng)364.72更新說明中明確提到了對(duì)VR進(jìn)行了相關(guān)優(yōu)化，也是首個(gè)VR時(shí)代的顯卡驅(qū)動(dòng)程序，所以建議如果已經(jīng)購買了Vive的用戶盡快更新到這個(gè)版本。
參戰(zhàn)選手：四款中高端N卡
接下來就是我們的主角亮相的時(shí)刻了。我們找來了NVIDIA的四款中高端顯卡，除了官方推薦列表中提及的GTX 970以外，還包括更高端的GTX 980以及期間級(jí)別的GTX 980Ti。當(dāng)然，全部高于推薦配置的選擇對(duì)于一次嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試來說并不周全，我們還選擇了一款規(guī)格略低的GTX 960作為參照，看看低于推薦配置到底會(huì)發(fā)生些什么。
接下來我們來詳細(xì)介紹一下作為標(biāo)準(zhǔn)配置和極限性能展示的兩款顯卡。
作為標(biāo)桿配置的是來自NVIDIA核心合作伙伴影馳的GTX 970名人堂，使用的GM204顯示核心擁有1664個(gè)流處理器數(shù)量，4GB的GDDR5顯存，默認(rèn)核心頻率1228MHz，boost一鍵超頻可以達(dá)到驚人的1380MHz，是目前市面上最強(qiáng)的GTX 970顯卡之一，甚至其供電接口比我們的另一塊參測(cè)顯卡GTX 980Ti還要多兩個(gè)。為了更好地體現(xiàn)GTX 970顯卡的普遍水平，我們選擇以1228MHz的默認(rèn)頻率進(jìn)行測(cè)試，這樣的頻率已經(jīng)略微超過了多數(shù)GTX 970的水平。
這次參與測(cè)試的旗艦級(jí)別選手，我們選擇了來自NVIDIA的旗艦顯卡公版GTX 980Ti，這是目前市面上面對(duì)大眾消費(fèi)市場(chǎng)最高端的產(chǎn)品。擁有高達(dá)2816個(gè)流處理器和6GB的GDDR5顯存，性能層面上無可挑剔。
為什么會(huì)選擇測(cè)試N卡？
首先在選擇測(cè)試對(duì)象時(shí)我們不得不考慮的就是市場(chǎng)占有率，如今NVIDIA已經(jīng)占領(lǐng)了PC平臺(tái)八成以上的市場(chǎng)份額，目前多數(shù)玩家正在使用的中高端顯卡也多為NVIDIA出品，從貼近大多數(shù)真實(shí)使用者的角度來說當(dāng)然是非常好的選擇。
技術(shù)開發(fā)方面，NVIDIA此前推出了兩套VR開發(fā)工具，分別是為游戲開發(fā)者準(zhǔn)備的GameWorks VR以及面向工程設(shè)計(jì)人員的DesignWorks VR。在GDC游戲開發(fā)者大會(huì)上，NVIDIA對(duì)DesignWorks VR套件和GameWorks VR套裝宣布進(jìn)行整合，并將整合后的VR研發(fā)套件命名為VR Works。合并之后的VR Works涵蓋三大部分，分別針對(duì)VR游戲和應(yīng)用開發(fā)者、VR頭盔開發(fā)商以及專業(yè)VR應(yīng)用開發(fā)者這些PC端VR開發(fā)群體。未來很大一部分的VR軟硬件都會(huì)基于NVIDIA的技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，這樣一來NVIDIA顯卡和VR軟硬件就有了自下而上的血緣關(guān)系，實(shí)際使用中也會(huì)配合得更好更穩(wěn)定。
從市場(chǎng)份額和深層次的軟硬件的支持來講，NVIDIA顯卡成為未來VR顯卡的主流已經(jīng)順理成章，選擇NVIDIA顯卡進(jìn)行測(cè)試無疑有著更強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)價(jià)值。
SteamVR性能測(cè)試
在為本次測(cè)試做準(zhǔn)備的時(shí)候，筆者仔細(xì)搜尋了目前有關(guān)VR的測(cè)試程序，比較靠譜的包括Steam推出的Steam VR Performance Test和著名性能測(cè)試軟件公司FutureMark推出的3DMark的增強(qiáng)內(nèi)容VR Mark。從測(cè)試項(xiàng)目來看，無疑VR Mark是非常好的選擇，不僅可以測(cè)試畫面的幀率，還可以測(cè)試響應(yīng)速度和延遲時(shí)間。但目前VR Mark的最新版本還只提供一高一低兩個(gè)測(cè)試場(chǎng)景的Demo展示，不能提供跑分?jǐn)?shù)據(jù)。希望我們下次進(jìn)行帕斯卡顯卡的VR性能測(cè)試時(shí)應(yīng)該可以使用到完整的版本。所以我們就退而求其次，選擇了Steam VR Performance Test進(jìn)行測(cè)試，主要測(cè)試的對(duì)象是VR運(yùn)行時(shí)的幀率水平。
測(cè)試使用游戲《The Lab》中的一個(gè)場(chǎng)景
SteamVR Performance Test使用的是《The Lab》中的機(jī)器人維修D(zhuǎn)EMO進(jìn)行測(cè)試的，可以在桌面環(huán)境下運(yùn)行，不需要接駁頭顯和其它設(shè)備即可得出本平臺(tái)是否可以運(yùn)行VR游戲的結(jié)論。并給出相應(yīng)的保真度評(píng)分和等級(jí)。
平均保真度是一個(gè)整體體驗(yàn)的得分，平均幀率、極限幀率、和掉幀程度影響著這個(gè)分?jǐn)?shù)的高低。從成績(jī)可以看出前三款顯卡的測(cè)試成績(jī)之間的差距分布得比較均勻，但GTX 960的得分有著不成比例的降低。
接下來是2分鐘測(cè)試時(shí)間中 總渲染幀數(shù)的統(tǒng)計(jì)，相同時(shí)間內(nèi)幀數(shù)越多也就意味著平均幀率也就越高，從這方面來看幾款顯卡的差距并不明顯。尤其是GTX 960的分?jǐn)?shù)相比其2.8的保真度得分來說顯得十分不協(xié)調(diào)。平均幀數(shù)沒有拉開差距的情況下，很顯然是掉幀和最低幀率拉低了整體得分。我們可以看出這款測(cè)試軟件對(duì)于成績(jī)的判定更傾向于整體體驗(yàn)，而不是生硬的平均數(shù)字。大量掉幀和較低幀率運(yùn)行會(huì)造成VR使用者的眩暈甚至嚴(yán)重不適，所以這樣的考量是十分有必要的。
測(cè)試成績(jī)截圖一覽：
GTX 960測(cè)試成績(jī)
GTX 970測(cè)試成績(jī)
GTX 980測(cè)試成績(jī)
GTX 980Ti測(cè)試成績(jī)
測(cè)試成績(jī)的截圖中會(huì)有一個(gè)幀率曲線圖，通過對(duì)比可以看出，測(cè)試中是有一個(gè)幀率封頂上限存在的，性能越強(qiáng)的顯卡也就越能將幀率拉高到這一水平，曲線圖中反映出的就是性能越強(qiáng)的顯卡曲線越平直。
測(cè)試中CPU的負(fù)載情況
運(yùn)行測(cè)試程序時(shí)打開Windows任務(wù)管理器查看CPU負(fù)載情況可以看到，整個(gè)測(cè)試過程中CPU負(fù)載都在7%到8%上下徘徊，雖然我們測(cè)試中使用了i7-5960X這樣的性能強(qiáng)勁的處理器，但不到10% 的占用率即使是換算到中端處理器上也是很低的性能需求。由此看來，VR應(yīng)用對(duì)于CPU的壓力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于顯卡。
小結(jié)
SteamVR性能測(cè)試中，從保真度評(píng)分曲線和測(cè)試總幀數(shù)來看，雖然渲染的總幀數(shù)差距不大，但GTX 960仍只獲得了2.8的評(píng)分，可見Steam認(rèn)為幀率穩(wěn)定性對(duì)于VR體驗(yàn)具有決定性意義。雖然這次測(cè)試中都沒有出現(xiàn)幀率低于90FPS的情況出現(xiàn)，但要明確的是這SteamVR性能測(cè)試僅僅使用了一個(gè)720P級(jí)別的運(yùn)行在顯示器上的Demo，在實(shí)際使用中像HTC Vive這樣的較高分辨率設(shè)備要達(dá)到90FPS就遠(yuǎn)沒有這么容易了，接下來我們就將陣地轉(zhuǎn)移到HTC Vive上邊，看一看游戲?qū)嶋H運(yùn)行中的表現(xiàn)如何。
架設(shè)好HTC Vive并安裝最新版SteamVR和Vive客戶端之后，將要開始的是實(shí)際VR游戲性能測(cè)試。在參與測(cè)試的游戲選擇方面，我們考慮到只有讓每一次游戲運(yùn)行過程盡可能接近才能得出有說服力的數(shù)據(jù)，我們選擇了兩個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試，并使用Fraps記錄100秒內(nèi)的幀率情況，并多次進(jìn)行測(cè)試去掉明顯異常值再取平均得出結(jié)果：
游戲場(chǎng)景一：《The Blu》鯨魚沉船
《The Blu》是一款深海場(chǎng)景的展示Demo，畫質(zhì)方面相對(duì)于多數(shù)卡通風(fēng)格的簡(jiǎn)單游戲要明顯高一個(gè)檔次，測(cè)試者在每一次游戲運(yùn)行過程中視覺關(guān)注點(diǎn)都遵循固定路徑移動(dòng)，以盡可能確保測(cè)試成績(jī)的可靠。
游戲場(chǎng)景二：《The Lab》XORTEX 26XX 射擊
這是一款彈幕射擊游戲，通過手柄的移動(dòng)躲避子彈攻擊對(duì)手。每次游戲中的彈幕數(shù)量是和時(shí)間成正比例關(guān)系增長(zhǎng)的，游戲場(chǎng)景也相對(duì)單一，所以我們選擇了他進(jìn)行游戲測(cè)試。
小結(jié)
兩款游戲測(cè)試過程中我們發(fā)現(xiàn)，達(dá)到推薦配置的三款顯卡之間的幀率表現(xiàn)都非常接近，這與HTC Vive強(qiáng)制開啟垂直同步并鎖定幀率上限到90FPS有關(guān)。而令人驚訝的情況出現(xiàn)在GTX 960的測(cè)試結(jié)果中，幀率一直在45FPS附近而且非常穩(wěn)定，甚至在《The Lab》中全程都以45FPS運(yùn)行了游戲，很顯然是被強(qiáng)制設(shè)定了45FPS的幀率天花板。筆者親自佩戴頭盔進(jìn)行體驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)這樣的幀率如果快速移動(dòng)手柄就可以很明顯感受到不順滑的情況，游戲場(chǎng)景中高速移動(dòng)的物體也有略微的拖影卡頓出現(xiàn)，幾分鐘的體驗(yàn)下來筆者已經(jīng)有一些暈車的感覺出現(xiàn)。
綜上我們可以得出這樣的結(jié)論，所謂“推薦配置”實(shí)際上是必需配置，是一條紅線，如果出現(xiàn)低于這條紅線的情況，會(huì)觸發(fā)低性能模式，幀率天花板會(huì)從原本的90FPS降低到45FPS的水平上以保持游戲的幀率穩(wěn)定性，使玩家勉強(qiáng)可以進(jìn)行游戲，但游戲體驗(yàn)會(huì)明顯打折扣，長(zhǎng)時(shí)間游戲也會(huì)造成不適。
測(cè)試總結(jié)
從測(cè)試結(jié)果來看，四款顯卡在面對(duì)VR這種最新的“黑科技”時(shí)表現(xiàn)出了明顯有別于普通測(cè)試項(xiàng)目的結(jié)果。GTX 970、GTX 980、GTX 980Ti三款高于推薦配置的顯卡雖然在SteamVR測(cè)試中分?jǐn)?shù)拉開了一定距離，但由于90FPS幀率上限的存在使得它們?cè)谀壳暗膶?shí)際游戲場(chǎng)景中的表現(xiàn)十分接近幾乎沒有任何差別。反觀低于標(biāo)準(zhǔn)的GTX 960，幾乎是被VR程序直接判定了死刑——鎖定45FPS幀率天花板，僅僅是可以運(yùn)行和嘗鮮的水平，實(shí)際應(yīng)用意義不大。
通過測(cè)試我們給出的目前搭建VR平臺(tái)的建議是，GTX 970完全夠用，過高的配置并不能帶來更好的體驗(yàn)，想要用稍低一點(diǎn)的顯卡將就的玩家完全可以死心了。
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一些和測(cè)試有關(guān)的截圖：
SteamVR內(nèi)置的顯示器映射功能，與游戲內(nèi)置的單畫面展示不同，可以將頭顯中的畫面完整展示到顯示器上。
開啟前置攝像頭之后可以在接近區(qū)域邊緣時(shí)展示附近物體的輪廓，避免相撞。
內(nèi)置的幀計(jì)時(shí)器（使用GTX 970）
虛擬空間的手柄十分真實(shí)
游戲場(chǎng)景展示：
The Lab 彈弓場(chǎng)景
彈幕射擊
《Job Simulator》
《The Blu》 ■<
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