骁龙888带来的PC显卡级特性，实测VRS技术对手机游戏的优化
在去年底，我们提到过高通骁龙888是首款支持可变分辨率渲染（Variable Rate Shading，VRS）的移动平台，但是当时没有落地的游戏应用，玩家还没法切身体验。不过，几个月之后，高通与OPPO、iQOO合作，终于在《天谕》《战神遗迹》两款手游上实现了VRS技术。VRS技术的原理是什么？它对手机游戏体验有什么提升？带着这些疑问，我们在OPPO Find X3 Pro上进行了实测。
端游级特性：既省力又讨巧
对于VRS技术，手游玩家或许是第一次听说，但PC玩家肯定不会陌生。这项最早在NVIDIA图灵架构中引入的新技术，目标就是通过更低的功耗实现同等画面效果，或通过同等功耗实现更好的画面效果。此后，AMD的RDNA2架构GPU也开始支持VRS。基于骁龙888支持的第三代Snapdragon Elite Gaming的全新特性，骁龙888移动平台集成的Adreno 660 GPU也加入了这一技术。
▲VRS技术并非移动端首创，最早在NVIDIA图灵架构中被引入，随后还推出了VRSS等技术。
▲第三代Snapdragon Elite Gaming支持包括Game Quick Touch、VRS在内的一系列端游级特性，为玩家提供极具沉浸感的体验。
究其原理，移动端VRS技术基本与PC端一致，它允许着色器程序以2个或4个像素为一组进行着色，并将着色结果复用于周围像素。在畅玩游戏的过程中，玩家会重点关注游戏画面中的主体部分，而远景或非重点视觉范围会不自觉地弱化。根据人眼视觉设置抓取范围，GPU就可以智能地针对核心角色和特效进行高质量渲染，而对游戏中的远景、动态运动且快速变化的画面部分，采用多像素合并的方式渲染。这样的渲染方式让游戏的同一帧画面中可以同时存在多个不同色彩精细程度的渲染对象，无疑能够有效降低 GPU的负载压力。需要注意的是，在VRS渲染下，画面的像素分辨率是不变的，有所变化的只是着色精细程度，所以能够避免分辨率降低而造成画面模糊的问题。
▲VRS技术允许着色器程序以不同着色方式对画面进行分区域渲染
在着色方案上，骁龙888加入的VRS技术提供了多种灵活的方式，可以实现1×1、2×2、4×4、2×1、1×2、2×4、4×2等7种不同精度的着色。以完美世界推出的《战神遗迹》手游为例，玩家控制角色眺望“星辉城”时，人物装备和翼灵依然通过1×1的高分辨率方式来着色，拥有丰富的细节，稍远一些的建筑则使用2×2的中等分辨率来渲染，至于更远处的山脉和浮云，就可以用4×4或者4×2的低分辨率来着色。在游戏过程中，我们的注意力主要集中在角色核心，这样的处理方式确保了渲染对象的细节饱满，也降低了整个画面渲染的负载。
▲骁龙888上的VRS技术具有多达7种不同精度的着色方式
实测帧率和温度变化
目前，高通骁龙888平台的高端机型中，只有iQOO 7和OPPO Find X3 Pro这两款支持VRS技术,支持的游戏也只有《天谕》《战神遗迹》。为了比较直观地看到VRS技术对手机游戏的优化，我使用OPPO Find X3 Pro在《战神遗迹》里分别体验VRS开启和关闭后的游戏帧率。测试环境均为游戏中的“星辉城”场景，作为玩家的根据地，这里长期聚集着身着闪耀盔甲服饰、挥动着流光羽翼的游戏角色，GPU需要大量的渲染处理。两次为时半小时的游戏过程中，画质均设定为“极致”，而其他画面选项均为开启状态。和官方测试条件不同的是，在OPPO应用商店中下载的《战神遗迹》满帧为60fps。
通过PerfDog监测的游戏帧率变化图可以看到，在关闭VRS选项下，游戏画面在中后期出现了比较明显的无规律波动，给我的感受就是经过角色密集的区域时会有比较明显的掉帧。半小时游戏中，PerfDog测得的平均游戏帧率为54fps。
▲关闭VRS时，半小时的游戏平均帧率为54fps，游戏过程波动比较明显。
开启VRS选项后，游戏帧率波动变得更有规律，在掉帧后能够立即回到流畅状态，这让游戏平均帧率略微提升至55.6fps。由于缺乏不同的机型进行测试，我只有在OPPO Find X3 Pro上重复多次测试，从结果来看，VRS技术的确能够在原本就比较流畅的游戏体验基础上获得一定提升，虽然提升幅度不大，但能够避免明显掉帧、卡顿等现象。
▲开启VRS后，半小时的游戏平均帧率上升至55.6fps，游戏画面变得更加稳定。
同时，我也留意了开启/关闭VRS选项后机身的温度变化，并在半小时游戏结束后使用红外测温仪测量机身温度。从结果来看，在关闭VRS选项时，游戏半小时后机身最高温度为44.6℃。开启VRS选项能够稍微降低游戏渲染负载，体现出的变化就是机身最高温度降低至43.7℃。
▲关闭VRS下游戏半小时后，机身最高温度为44.6℃。
▲开启VRS下游戏半小时后，机身最高温度为43.7℃。
VRS对画质的影响
虽然游戏画面的物理分辨率没有发生改变，但是由于着色精度不同，VRS技术会不会造成画质的大幅降低呢？我特意在游戏过程中截取了一些画面并放大查看。
▲测试时的画质参数设定，仅VRS选项在关闭/开启状态间切换，其余均使用最高画质。
从多组画面的对比中可以看到，开启VRS后，远处的景物细节存在比较明显的损失，譬如悬浮在空中的石头、中景的石碑，甚至脚下的石台，本该有细节的纹路此时都因相同的着色而丢失，有些地方还出现了锯齿。不过在游戏过程中，由于人物时常在移动，且图像无法放大查看，开启VRS和关闭VRS的画质没有肉眼可见的明显区别，几乎不会影响游戏体验，却能让GPU有余力提供更高帧率、更流畅的画面，或是带来更低的功耗，可谓省力又讨巧。
▲▼关闭（上）/开启（下）VRS选项，游戏画面远处悬浮在空中的石头细节对比，开启VRS给远景带来了比较明显的细节损失。
▲▼关闭（上）/开启（下）VRS选项时中景的细节对比，开启VRS后局部建筑出现锯齿。
写在最后
从实际测试中可以看到，VRS技术在移动端上能够有效提升游戏流畅度，并降低GPU功耗，让GPU在画质、帧率和功耗之间取得更好的平衡。这相当于给玩家提供了新的选择，在意游戏细节画质的玩家完全可以选择关闭VRS选项，重视游戏流畅度和续航的用户则可以开启VRS。我们也期待今后有更多的机型和游戏支持VRS，为玩家带来更流畅的游戏体验。