Virtuální realita a požadavky na grafické karty
9.12.2015, Pavel Šantrůček, recenze
Virtuální realita se k nám blíží mílovými kroky a VR headsety tu budou co nevidět. Bude ale výkon současných generací grafických karet pro zobrazení virtuální reality dostačující? Jaké jsou vůbec nároky na virtuální realitu? O tom je dnešní článek.
Kapitoly článku:
- Rozlišení
- Snímková frekvence
- Výkon grafických karet
- Boj o nízké latence
- Závěr
Výkon grafických karet
Z předchozích kapitol je zřejmé, že požadavky na výkon grafických karet se ve virtuální realitě jen sypou. Nejdříve to bylo ohromné množství pixelů, pak zase poměrně kruté požadavky na latence a tím i snímkovou frekvenci. Pokud bychom oba tyto požadavky na grafickou kartu sloučili, dostali bychom se k veličině s názvem (Pixel) Fill rate, která představuje, o kolik pixelů by se grafická karta měla postarat za jednotku času.
VR headset | Počet pixel
[Mpix] | GPU Latence
[ms] | GPU
[FPS] | Fill rate
[Mpix/s] |
Oculus Rift DK2 | 2,0736 | 6,67 | 150 | 311,04 |
Project Morpheus | 2,0736 | 4,16 | 240 | 497,66 |
HTC Re ViVe | 2,592 | 5,56 | 180 | 466,52 |
PC 4K | 8,294 | 16 | 60 | 497,64 |
PC 2K | 3,686 | 16 | 60 | 221,16 |
PC Full HD | 2,074 | 16 | 60 | 124,44 |
Pro lepší představu požadavků jsme do tabulky opět přidali požadavky při hraní na klasickém monitoru v rozlišeních FullHD, 2K a 4K.
Z tabulky je patrné, že u ambiciosnějších projektů jako jsou Project Morpheus a HTC Re ViVe se Fill rate pohybuje nebezpečně na úrovni dnešního hraní počítačových her v rozlišení 4K a snímkovou frekvencí 60 FPS. U Oculus Rift DK2 jsou sice tyto požadavky skromnější, i tak ale skoro o třetinu překonávají požadavky 2K při 60 FPS. Můžeme tedy říci, že s největší pravděpodobností Oculus Rift DK2 pro své potřeby nebude vyžadovat ty absolutně nejvýkonnější grafické karty.
Kdo se problematikou kolem výkonu grafických karet a virtuální reality zajímal již dříve, jistě narazil i na další měřítka výkonu grafických karet než je prosté Fill rate. Zejména se pak jedná:
FLOPS / pixel
Určuje, jaký výkon (FLOPS) můžou grafické karty věnovat jednomu zobrazovanému pixelu.
Bytes / pixel
Určuje, kolik bytů šířky pásma VRAM můžou grafické karty věnovat jednomu pixelu.
My si nyní můžeme rovnou ukázat, jak si podle takovéto metriky povedou vzorově vybrané grafické karty.
Radeon R9 290X | |||||
VR headset | Fill rate
[Mpix/s] | GPU
[GFLOPS] | Band width
[GB/s] | FLOPS/pix | Bytes/pix |
Oculus Rift DK2 | 311,04 | 5,632 | 320 | 18 106 | 1 028 |
Project Morpheus | 497,66 | 5,632 | 320 | 11 316 | 643 |
HTC Re ViVe | 466,52 | 5,632 | 320 | 12 072 | 685 |
PC 4K | 497,64 | 5,632 | 320 | 11 317 | 643 |
PC 2K | 221,16 | 5,632 | 320 | 25 465 | 1 446 |
PC Full HD | 124,44 | 5,632 | 320 | 45 258 | 2 571 |
GeForce Titan X | |||||
VR headset | Fill rate
[Mpix/s] | GPU
[GFLOPS] | Band width
[GB/s] | FLOPS/pix | Bytes/pix |
Oculus Rift DK2 | 311,04 | 6,144 | 337 | 19 753 | 1 083 |
Project Morpheus | 497,66 | 6,144 | 337 | 12 345 | 677 |
HTC Re ViVe | 466,52 | 6,144 | 337 | 13 169 | 722 |
PC 4K | 497,64 | 6,144 | 337 | 12 346 | 677 |
PC 2K | 221,16 | 6,144 | 337 | 27 780 | 1 523 |
PC Full HD | 124,44 | 6,144 | 337 | 49 373 | 2 708 |
Nezapomínejte ale, že výpočty podle této metriky jsou založeny pouze na teoretických hodnotách výkonu grafických karet a šířky pásma VRAM a v praxi zde hrají roli samozřejmě i další faktory. Budeme-li tedy uvažovat, že požadavky virtuální reality na Fill rate se pohybují někde kolem současného hraní počítačových her v rozlišení 4K a snímkové frekvence 60 FPS, můžeme si vše otestovat v reálu. Pro naše testy využijeme počítačovou hru Alien: Isolation, která v naší testovací metodice generuje nejvyšší snímkovou frekvenci ze všech her.
Při pohledu na náš graf výsledků trochu zamrazí. Prakticky jediná grafická karta Titan X přelezla v této hře hranici snímkové frekvence 60 FPS. Znamená to tedy, že s jinými grafickými kartami bude pro nás virtuální realita nedostupná? Rozhodně ne, znamená to pouze, že vývojáři počítačových her pro virtuální realitu budou muset šetřit výkonem, kde se jen dá a na nějaké detailnější modely či pokročilejší vykreslovací shadery typu Nvidia GameWorks, které by byly příliš náročné na výpočetní a paměťové operace, můžeme rovnou zapomenout. Do příchodu nových a výkonnějších generací grafických karet se prostě budeme muset spokojit s jednodušší grafickou stránkou her.