Oculus Quest (2): Rendertechnik mit 70 % mehr Leistung verfügbar
UPDATE12. November 2021:
- Application Spacewarp ist ab sofort verfügbar
Application Spacewarp ist ab sofort für Entwickler:innen verfügbar. Das Render-Werkzeug unterstützt Unity, Unreal und eine native OpenXR-Implementierung.
In der Einführung für Entwickler und Entwicklerinnen beschreibt Meta den Performance-Zugewinn von 70 Prozent als durchschnittlich realistisches Ziel, das "nicht unbedingt immer" erreicht werde, aber meistens "hoffentlich nah dran" sei.
Die tatsächliche Performance hängt von der jeweiligen Anwendung ab, sie kann über oder unter der 70-Prozent-Marke liegen.
___STEADY_PAYWALL___"Die Effizienz von AppSW hängt von vielen Variablen wie der Komplexität der Szene, der Grafikkomplexität, der angestrebten Bildrate, der Bildschirmauflösung und anderen Faktoren ab", schreibt Oculus. "Unsere '70 %'-Zahl wurde aus Tests mit einigen internen UE4-Titeln auf Quest 2 abgeleitet. Wir denken, dass diese Titel für allgemeine Inhalte repräsentativ sind, aber möglicherweise erzielst du für deine Inhalte andere Werte, mehr oder weniger als 70 Prozent."
Entwickler:innen finden hinter den folgenden Links Guides für die Implementierung mit Unity, Unreal und OpenXR.
Ursprünglicher Artikel vom 6. November 2021:
Die neue Rendertechnik Application Spacewarp bringt enorme Leistungsgewinne für Oculus Quest (2). Wie ist das möglich?
Die von Meta-Ingenieuren eigens für die Quest-Brillen entwickelte Rendertechnik wurde auf der Connect 2021 offiziell vorgestellt. Meta verspricht bis zu 70 Prozent mehr CPU- und GPU-Leistung in VR-Apps, wobei dieser Wert je nach App-Inhalt variieren kann.
Möglich wird dieser Leistungszugewinn dadurch, dass VR-Spiele auf halber statt voller Bildwiederholrate rendern und mithilfe von Application Spacewarp (AppSW) jedes fehlende zweite Bild künstlich generiert wird – und das laut Meta fast ohne Bildfehler.
Das heißt, dass ein VR-Spiel mit nur 36 statt 72 Bildern pro Sekunde berechnet werden kann, aber dennoch mit flüssigen 72 Bildern pro Sekunde läuft.
Kombiniert mit dem richtigen VR-Inhalt, bringt Application Spacewarp einen großen Leistungsschub. | Bild: Meta
Von Application Spacewarp profitieren Quest 1 und 2
In ihrem Connect-Vortrag erklären die Meta-Ingenieure Neel Bedekar und Jian Zhang, wie die neue Rendertechnik funktioniert.
AppSW unterstützt Oculus Quest 1 und 2. Wie Entwickler:innen die Rendertechnik einsetzen, ist ihnen selbst überlassen. Sie können VR-Spiele beispielsweise mit voller Bildwiederholrate für Quest 2 entwickeln und für die wesentlich langsamere Quest 1 das grafisch identische VR-Spiel mit AppSW und halber Bildwiederholrate herausbringen.
Oder sie reizen Quest 2 (Test) voll aus und optimieren das VR-Spiel direkt für die schnellere VR-Brille mit AppSW und halber Bildwiederholrate. Dann steht ihnen viel zusätzliche Rechenleistung für bessere Grafik zur Verfügung.
Oculus AppSW: Die Ursprünge der Rendertechnik
AppSW geht auf die Rendertechnik Asynchronous Spacewarp (ASW) zurück, die ursprünglich für Metas PC-VR-Plattform entwickelt wurde. Wer mit Oculus Rift (S) oder Oculus Quest (2) via (Air) Link spielt, hat automatisch Zugriff auf die Rendertechnik, die 2019 mit ASW 2.0 weiter verbessert wurde.
Diese Informationen zielt sich AppSW aus der laufenden VR-App, um ein möglichst artefaktfreies Zwischenbild zu berechnen. | Bild: Meta
ASW wird automatisch aktiviert, sobald das Rendering eines PC-VR-Spiels unter eine kritische Bildwiederholrate fällt. Hierbei wird der Inhalt nur noch mit halber Bildwiederholrate gerendert und jedes zweite Bild künstlich generiert. Dies ermöglicht ein flüssigeres Spielerlebnis bei leistungshungrigen VR-Spielen oder Rechnern mit schwächerer Hardware.
AppSW: Viel besser als das PC-VR-Pendant
Für die Zwischenbildberechnung zieht ASW zwei Bewegungsdaten heran: Rotation des Kopfs und die Bewegung des Kopfs in den Raum hinein.
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Das für Oculus Quest (2) entwickelte AppSW soll sich stark von der PC-VR-Variante ASW unterscheiden und eine viel bessere Qualität mit weitaus weniger Artefakten bieten. Der Grund: AppSW bezieht die für die Zwischenbildberechnung benötigten Bewegungsdaten direkt aus der VR-App, anstatt eine renderbasierte Annäherung anhand des genierten Bildes zu verwenden. Daher auch der Name „Application Spacewarp“.
Only the app has access to:
VP matrix
Model matrix
Vertex positions
Thus, the motion vector that the app constructs is almost the "true ground-truth" motion vector, rather than an image-based approximation.This is why #ApplicationSpaceWarp can maintain such a high quality bar
— Neel Bedekar (@neelbedekar) October 30, 2021
So geringe Latenz wie noch nie
Die Reduzierung der Bildwiederholrate hat allerdings negative Folgen für die Latenz: Laut den Meta-Ingenieuren verdoppelt sich die Latenz, wenn VR-Spiele nur noch mit halb so vielen Bildern pro Sekunde gerendert werden.
Aus diesem Grund nutzt AppSW drei Techniken, um die Latenz zu verringern: Phase Sync, Late Latching und Positional Timewarp (PTW). Allein mit Phase Sync und Latching lässt sich die Latenz um die Hälfte reduzieren, also auf den ursprünglichen Wert bringen.
Metas drei VR-Rendertechniken, die die Latenz reduzieren. | Bild: Meta
PTW ist eine vergleichsweise neue Rendertechnik, mit der sich die Position des Kopfes im Raum besonders genau vorhersagen lässt. Mit aktiviertem PTW verringert sich die Latenz noch weiter, als es ohne AppSW schon der Fall ist. VR-Spiele mit AppSW werden zukünftig also eine noch bessere Latenz bieten.
Application Spacewarp ist keine Patentlösung
Ein Vorteil von AppSW ist, dass es sich flexibler einsetzen lässt als ASW, weil Entwickler:innen die Rendertechnik gezielt auf einzelne Bildberechnungen oder Szenen anwenden können. ASW hingegen läuft automatisch, wenn eine kritische Bildwiederholrate unterschritten wird.
Allerdings bedeutet das, dass AppSW von Entwickler:innen manuell in VR-Apps integriert werden muss. Außerdem eignet sich die Technik nicht für alle Anwendungen und Inhalte. Besonders bei transparenten oder schnell rotierenden Objekten im Umkreis der Spieler:innen können sichtbare Artefakte entstehen. Entwickler:innen müssen in diesen Fällen eine Umgehungslösung finden, sagen die Meta-Ingenieure.
VR-Inhalte müssen teils angepasst werden, um sichtbare Artefaktbildung zu vermeiden. Beispielsweise sollten gerade Linien durch die Bildmitte vermieden werden wie in der Visualisierung rechts. Eine fleckige Textur wie im Bild links hingegen ist unproblematisch. | Bild: Meta
AppSW steht schon für die 3D-Engines Unity und Unreal bereit. Am 8. November will Meta eine Entwicklerdokumentation veröffentlichen, die die Implementierungsschritte erklärt.
Den 40-minütigen Vortrag "Stretching the Limits of Compute with Application Spacewarp" könnt ihr euch bei Facebook ansehen.
Weiterlesen über Oculus Quest 2:
- Oculus Quest 2: Kaufen, Preis, Release, Technik & alle Infos
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Alle Informationen zur Meta Quest 2 findet ihr in im verlinkten Test.
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