本格的な第一世代、フラッグシップレベルのバーチャルリアリティ（HTC/Valve Vive、2015年第4四半期、Oculus Rift、2016年第1四半期参照）へのカウントダウンが続く中、それらを支える本格的なグラフィック処理ハードウェアを開発する各社は、主導権をめぐって激しい競争を繰り広げています。各社は、驚異的なVRデモのために都合よく隠された、忘れ去られた筐体に秘められたレンダリング能力を主張し、さらに、レイテンシーの最後の1マイクロ秒までも絞り出すために依然として必要とされる高度な頭脳を誇示しています。いわば、塊よりも驚愕の方がましなのです。
Nvidia GeForceとAMD Radeonのパワーについては、既に多くのことが分かっています。今、少し詳しく（Nvidia GeForce GTX 980 Tiのレビューをご覧ください）、そして近いうちにさらに詳しく（フィジー行きの噂は？）知ることができます。頭脳については、昨年末にNvidiaがVR Directで詳細を発表し、今年初めにはAMDがLiquid VRを発表しましたが、どれも不気味なほど似通っており、Oculusのような企業からの強い影響力を示唆しています。
NVIDIAのGameWorks VRは、VRゲーム開発者とヘッドセットメーカーがVRゲームのパフォーマンスを向上させるための技術イニシアチブの集合体です。これは、NVIDIA GameWorks開発ツールとライブラリ全体のサブセットです。
NvidiaはGameWorks VRについて、特に画像操作に関する詳細をいくつか公開しました。VRヘッドセットを試したことがある人なら、実用上、非常に広い視野を持つ完全な没入型体験であることをご存知でしょう。これは、球状の光を目に当てることで実現され、焦点を約6メートルまで広げることで目の疲れを軽減します。
歪んだ画像はネイティブではレンダリングできないため、最初に GPU が画像を歪ませ、画像の端のピクセルを圧縮しながら中央を膨らませます。これにより、実質的に処理能力が消費され、元の画像ジオメトリの忠実度がいくらか損なわれます。
これを克服するために、NVIDIAはマルチ解像度シェーディングを採用しています。これは、GPUサイクルが実際には目にすることのないピクセルのレンダリングに費やされないことを意味します。NVIDIAの技術は、高レベルでは画像の外側のエッジを圧縮します。これは、画像をビューポートと呼ばれる9つの領域に分割することで実現されます。各領域は特定の解像度でレンダリングし、そのスケーリング係数を記憶するように指示されます。中央の画像（スイートスポット）は1:1でレンダリングされますが、エッジ部分のスケーリングが変化するため、GPUの負荷が軽減され、パフォーマンスが向上します。しかも、ユーザーはその変化に気づきません。
パーティーで賢そうに振る舞う人のために、ビューポートを使ったこのちょっとした最適化は、Maxwellのマルチプロジェクションアクセラレーションジオメトリ（具体的には第2世代GM2 xx GPU）を活用しています。その結果、最大圧縮率で、歪んだ画像が目に見える直前のピクセル密度を実現しています。NVIDIAは、この方法によりピクセルシェーダーのパフォーマンスが最大2倍向上し、画質の違いは知覚できないほどだと述べています。
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実際にその効果を少しだけ確認することができました。NVIDIAは画像の圧縮率を少しずつ上げ、圧縮のオン/オフを切り替えて、前後の画像を比較しました。特に画像の端の部分に注目してみましたが、ほとんどの場合、違いはほとんどわかりませんでした。圧縮率が50%を超えたあたりで初めて、外縁に目に見えるぼやけや揺れが見られました。この点はNVIDIAが改善を続けている点です。
HTC/Valve ViveやOculus Riftといった製品の発売までの間、AMDとNvidia両社からさらなるアップデートが発表される見込みです。NvidiaのVR Directは、AMDのLiquid VRと同様に、マルチ解像度シェーディングによるワーピングとは異なる非同期タイムワープなどの機能強化が含まれています。OculusのチーフソフトウェアアーキテクトであるMichael Antonov氏が、こちらでその機能とその欠点について分かりやすく解説しています。また、AMDのLiquid VRの概要記事でも、その仕組みについて解説しています。
NvidiaのVR DirectにはVR SLIも搭載されており、複数のGPUがそれぞれの目の映像を個別に、かつ同期して更新できます。つまり、フレームは交互にレンダリングされるのではなく、おそらく明白な理由から、交互にレンダリングされることはありません。VR DirectはMaxwellのDSRとMFAAも利用しています。そして、これらの設定はすべてGeForce Experienceで自動的に提供されます。
消費者向けヘッドセットが出荷される際には、ゲーム対応ドライバーや、VR用SLIプロファイルを含む最適化されたゲーム設定がすべてGeForce Experienceを通じて提供されます。これらの設定は、ユーザーのハードウェアに合わせてカスタマイズされます。
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フリッツ・ネルソンはTom's Hardware USの編集長です。
