VR 效能測試軟體 VRMark,一眼就能看出電腦是否滿足VR 效能需求
VRMark是Futuremark推出的VR效能測試軟體,它包含了3個不同的測試項目,使用者可以利用VRMark測試電腦執行VR遊戲的效能表現,測試結果不但會以是否符合VR Ready的方式簡明標示,還會顯示詳細分數與相關數據,以利在不同系統間進行比較,或是在體驗模式中親身感受VR效果。<h2>VR繪圖與一般繪圖有所差異</h2> <p>或許讀者看到VRMark的第1個疑問,就是已經有3DMark等3D顯示相關的測試軟體了,為什麼還要額外準備VR顯示的測試軟體?其實其中主要的原因就是2種繪圖模式的運作有許多差異。</p> <p>首先,為了要降低頭戴式顯示器的造成視覺上的不適感,使用者頭部轉動所造成的視角改變,需要以非常快的速度反映在畫面上,不然的話就為因為運動與視覺的不協調性造成頭暈的情況,所以VR應用相當著重接收使用者運動資訊與顯示之間的延遲,若延遲越低就越不容易造成頭暈。</p> <p>根據Intel提供的<a href="https://software.intel.com/en-us/articles/performance-analysis-and-optimization-for-pc-based-vr-applications-from-the-cpu-s">說明</a>,在一般的繪圖模式的情況下,會傾向讓系統的資源使用率最大化,來達到最佳效能表現,但是這許VR需要穩定且低延遲畫面輸出的需求背道而馳。</p> <p>一般繪圖時,中央處理器會不斷運算並產生繪圖需求,在顯示卡接收到繪圖需求之後,就會開始進行繪圖,但是在下方示意圖中可以看到,如果顯示卡所需的時間比中央處理器長的話,在第N+2個繪圖需求產生時,顯示卡還在處理第N個繪圖需求,而要排隊到前面2個畫面處理完成,才會開始繪製,因此會造成嚴重延遲。</p> <p>而在VR繪圖時,中央處理器一旦發出繪圖需求,顯示卡就會馬上繪製畫面,當繪製完成後,中央處理器才會繼續運算然後產生下一個繪圖需求,這樣能夠確保每張畫面的延遲都是最短的,但是副作用就是中央處理器與顯示卡的閒置時間比較多,會讓整體FPS效能下降。</p> <p>由於上述差異的關係,中央處理器在VR繪圖中成為了效能瓶頸之一,因此也扮演了更為重要的角色,影響整體效能的程度比一般繪圖更加顯著。光是這個因素,就會影響同一台電腦在2種不同繪圖模式的效能表現,因此還是需要專業的軟體進行測試。</p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn0-techbang.pixfs.net/system/images/422729/original/4abf02e6f90e3e3ed803557299a6deb3.png?1512485846" alt="" width="690" height="144" /><label class="figuresaid" style="width: 690px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>在一般繪圖模式下,中央處理器會不斷提出繪圖需求,雖然可以縮短繪製多個畫面所需的時間,但各別畫面的延遲比較嚴重。(圖片來源:<a href="https://software.intel.com/en-us/articles/performance-analysis-and-optimization-for-pc-based-vr-applications-from-the-cpu-s">Intel</a>,下同)</label></p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn0-techbang.pixfs.net/system/images/422730/original/c315a8fdb4b06daa53fe34ef96bca331.png?1512485846" alt="" width="690" height="113" /><label class="figuresaid" style="width: 690px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>而在VR繪圖中,中央處理器會等畫面繪製完後才做下個動作,能夠壓低延遲(圖中紅色箭頭框起來的區間),但是整體繪圖效率較低。</label></p> <h2>4種不同應用情境</h2> <p>VRMark的特色之一就是不需要頭戴式顯示器,也能搭配一般顯示器執行測試,而且它也提供跑分與體驗等2種不同的運作模式,跑分模式顧名思義就是測出電腦執行VR繪圖的效能,並以量化的分數呈現,體驗模式則是讓使用者可以在虛擬空間中自由漫步。</p> <p>2種顯示與2種測試模式分別可以組合出4種不同的使用情境,使用頭戴式顯示器執行跑分模式,可以感受這台電腦執行VR遊戲的效果,而以一般顯示器執行跑分模式,則可以在購買頭戴式顯示器之前,確定電腦是否能夠滿足效能需求。</p> <p>至於使用頭戴式顯示器執行體驗模式,能夠讓使用者以透過雙眼親自評斷VR畫面的品質與顯示延遲,手上沒有頭戴式顯示器的使用者,也能搭配一般顯示器過過乾癮。</p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn2-techbang.pixfs.net/system/images/422731/original/06edac373301b37fc4ef7251ae7865c9.jpg?1512485847" alt="" width="720" height="405" /><label class="figuresaid" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>在體驗模式中,使用者可以在虛擬空間中自由漫步,並觀看空間中的各種物件。</label></p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn0-techbang.pixfs.net/system/images/422732/original/c95e8348ddbacc1cc01b73ef2e238324.jpg?1512485848" alt="" width="720" height="405" /><label class="figuresaid" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>其操作模式很像FPS遊戲,WASD鍵可以控制移動移動、QE鍵上下升降,並以空白鍵開啟手電筒。</label></p> <p style="text-align: right;"><strong>(下頁還有測試項目介紹)<!-- pagebreak --></strong></p> <p>3種不同等級的效能測試</p> <p>在2017年11月22日更新之後,VRMark總共具有3種不同測試模式,Orange Room是以<a href="https://www.vive.com/tw/">HTC Vive</a>與<a href="https://www.oculus.com/rift/#oui-csl-rift-games=robo-recall">Oculus Rift</a>的建議配備為測試基準,如果電腦可以通過這項測試,代表能夠流暢執行現今主流的VR遊戲。</p> <p>Cyan Room則是最新加入的測試,它採用DirectX 12 API,其效能需求介於其他2者之間,測試過程中充滿複雜且華麗的場景,來檢驗電腦是否能滿足高階VR遊戲的需求。</p> <p>最後的Blue Room則是最嚴苛的測試,不但以5K解析度(5120 x 2880)進行繪製,還加入了質亮光效果,適合用於「蹂躪」旗艦級顯示卡,並作為次世代VR遊戲的效能標竿。</p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn2-techbang.pixfs.net/system/images/422733/original/4fc20a70c9ec6414b6a792210099d922.jpg?1512485848" alt="" width="720" height="464" /><label class="figuresaid" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>Orange Room是最基本的測試項目,可以用於鑑別VR的最低門檻。</label></p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn2-techbang.pixfs.net/system/images/422734/original/e87589b4236212be6bda0b7ab27b672c.jpg?1512485849" alt="" width="720" height="405" /><label class="figuresaid" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>畫面中可以看到3DMark中Fire Strike測試的戰鬥場景。</label></p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn0-techbang.pixfs.net/system/images/422735/original/ef6b7dde570d704132d94268a92f3089.jpg?1512485850" alt="" width="720" height="464" /><label class="figuresaid" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>Cyan Room則是採用DirectX 12 API的測試項目。</label></p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn1-techbang.pixfs.net/system/images/422736/original/6490dc72cdea6080526bf7b8c158ae10.jpg?1512485851" alt="" width="720" height="405" /><label class="figuresaid" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>畫面物件的數量比Orange Room更豐富。</label></p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn1-techbang.pixfs.net/system/images/422737/original/a20d624113ed69248e09c743909e1a3d.jpg?1512485852" alt="" width="720" height="464" /><label class="figuresaid" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>Blue Room是最高規格的測試。</label></p> <p style="text-align: center;"><img src="https://cdn2-techbang.pixfs.net/system/images/422738/original/962b39b72e6f7c6e89718de987a34603.jpg?1512485852" alt="" width="720" height="405" /></p> <p style="text-align: center;">▲畫面中的光影表現最為逼真。</p> <h2>不同模式,標準不一</h2> <p>需要注意的是,在使用頭戴式顯示器模式或一般顯示器模式時,兩者的評分基準並不相同,頭戴式顯示器的目標FPS為88.9幀,一般顯示器模式則為109幀。</p> <p>會造成這個情況的主因有2,首先使用頭戴式顯示器模式時,VR SDK將FPS上限鎖定在90幀,這將讓速度夠快的電腦無法完全伸展拳腳,另一方面VR SDK也會在繪製每幀畫面時預留3ms的時間,用於判讀感應器送進來的運動資料,這佔了繪製時間中很大的比例(若FPS為90幀,等於每幀只有約11.1ms的繪製時間),都會對效能表現造成影響,而一般顯示器模式則沒有這個問題,所以會有不同的測試標準。</p> <p>由於筆者沒有頭戴式顯示器,所以僅以中央處理器為Intel Xeon E3-1331v3、繪圖處理器為GeForce GTX 970的電腦,搭配一般顯示器進行操作示範。在測試完成後,可以看到成績以及對照組,其中有1個對照組是VR Ready的分數,若是超越它的話,就代表能夠流暢執行該等級的VR遊戲,此外也能在結果畫面中,查看FPS以及中央處理器、顯示卡的溫度、時脈等數據。</p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn0-techbang.pixfs.net/system/images/422739/original/0b45482f9d6db5f71ef3a536f5abb75f.jpg?1512485853" alt="" width="720" height="630" /><label class="figuresaid" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>Orange Room的測試成績有5,205分。</label></p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn1-techbang.pixfs.net/system/images/422740/original/9fa317c1054460644fc7d14b77730e5d.jpg?1512485854" alt="" width="720" height="384" /><label class="figuresaid" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>在畫面中段可以看到平均FPS以及和其他對照成績。</label></p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn1-techbang.pixfs.net/system/images/422741/original/f6e8b337aa7d1515d36bd6b16bd5f0b8.jpg?1512485854" alt="" width="720" height="259" /><label class="figuresaid" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>再往下看有詳細的測試數據可以參考。</label></p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn0-techbang.pixfs.net/system/images/422742/original/9b053a62b0f1bc5f97875d74ee7b02ae.jpg?1512485856" alt="" width="720" height="630" /><label class="figuresaid" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>Cyan Room的分數掉到2,988分而已,平均FPS也不及格。</label></p> <p style="text-align: center;"><img style="display: inline-block;" src="https://cdn2-techbang.pixfs.net/system/images/422743/original/fa179998ef599f60ee4451aaa7228e59.jpg?1512485857" alt="" width="720" height="630" /><label class="figuresaid" style="width: 720px; display: block; text-align: left; color: #555; line-height: 22px; padding: 0 3px 22px 3px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0; margin: -5px auto 1rem auto;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>Blue Room的表現最糟,只有1,012分。</label></p> <p>對VRMark有興趣的使用者,最簡便的管道就是<a href="http://store.steampowered.com/app/464170/VRMark/">Steam網路市集</a>購買,目前價格為新台幣312元,想要建構VR環境的讀者,不妨在出手購買相關硬體配備前,先以VRMark衡量電腦的效能表現是否達標。</p><a href="http://www.facebook.com/TKbang">加入T客邦Facebook粉絲團</a><img src="http://feeds.feedburner.com/~r/techbang/~4/YVnVGnEM5Sg" height="1" width="1" alt=""/>