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本文系用户投稿,不代表机核网观点
原文作者:Richard Leadbetter,科技编辑,Digital Foundry
Sony终于在3月18日公布了一系列PlayStation 5的深度技术细节。这此次展示将已经公布的一些内容进行了大幅拓展,并且为我们带来了很多关于系统核心参数的新内容,PlayStation 5的首席架构师Mark Cerny为我们带来了一次面向开发者的新主机技术讲座,内容囊括PS 5的性能,带宽,速度与沉浸感。就在这个讲座上线前几天,Digital Foundry和Cerny就有关内容进行了一次深入的交流。有一些讨论已经在我们最开始的报道里提过了,但我们这次有更多的内容可以分享,非常多。
我们要先说明一点,这篇文章的所有内容都聚焦于我们和Cerny之前的讨论范围内。会有很多的内容需要你慢慢领悟与消化,但是这篇文章不会有任何关于PlayStation 5市场策略的内容,这也不是我们想要向Cerny了解的。在我们与他2016年的会面里,Cerny谈到了Sony对于主机世代更替的执念和随之而来的硬件进化。那么跨世代开发对于第一方工作室来说会是个问题吗?当我们再次提到这一点时,他说他只关注主机的世代更迭(与之相反的是PC的进化更加连续,没有那么代际分明),他不会去谈论软件开发的策略,不过说实在的,那也不是他的领域。
Cerny过去也为我们带来了PlayStation 4,他在2013年将其定义为“超级加强版PC架构”加持的游戏主机。这样的架构让PlayStation 4帮助游戏业界迎来了一个对开发者友好、跨平台便利的黄金时代。那么PlayStation 5又回到了PS3世代那种对开发者来说比较独特的开发流程吗?Cenry透露了一点点,除了说PS5的设计会对PlayStation 4开发者们十分友好,易于上手之外,但如果深入新主机的各项特性与新功能,那么新主机和PC之间会有很多难以逾越的鸿沟存在。
在他的开发者讲座里深入探讨这些话题时,Mark Cerny变得十分活跃。他对于自己带领团队开发的硬件有着外露且真诚的热情及专注,在这篇文章中你将充分领略到这一点。在我们之间的在线会谈里,我们谈及了以下几个主题题:
  • PlayStation 5创新性的睿频技术 - 睿频机制到底是如何运作的?
  • 从CPU的角度来说,向后兼容需要克服那些困难?
  • SSD所能带来的关键优势是什么,它们又是如何体现这一点的?
  • 3D音频到底是怎么起作用的,Tempest Engine又有多强力?
  • 全新的3D音频系统接口与电视喇叭以及5.1/7.1多声道系统是怎么合作的?
接下来的内容毋庸置疑十分深度且充满了科技术语,这是一个完全理解Cerny老师PPT内容的机会。在我们交谈的过程中,Cerny多次建议多研究、讨论一下我们所聊的内容,这也是我们没有在他的讲座上线之后立即发布这篇文章的原因之一。不用多说,在我们继续下去之前,我强烈建议你先看看Mark老师的PPT,如果你没有看的话,可以点这里立即观看。

PlayStation 5的睿频技术及其原理解析

PlayStation 5的睿频技术是我很感兴趣的东西,这是一个可以让芯片在给定功耗上限与散热水平条件下,发挥出更多性能的创新性技术。有意思的是在他的讲座里,Mark Cerny承认了PlayStation 4的散热压力,也提到说设立一个最大功耗限制能让事情简单的多。“(有了功耗限制后)我们需要应对的未知情况就少了很多,我们也不需要去猜测那些最坏情况下主机需要消耗多少功率,”Cerny在他的讲座里谈到。“至于散热系统的细节,我们会在主机拆解情况公布的时候再谈,我觉得当工程团队拆解主机的时候,你们肯定会很高兴的。”
不管怎么说,任何数码产品的处理器或者SoC都有一个明确的功耗上限。不管是手机、平板甚至是PC的CPU和GPU,睿频技术一直在根据需求来提供不同水平的性能输出,而这个技术从未在主机平台出现过。为了不让你的PS5比你邻居的运行速度更慢,达成这一点所需要面对的挑战起码不会很简单。
(译注:因为睿频技术的性能输出主要取决于电源功耗和芯片温度,所有PS5的功耗限制是一致的,所以这点不成问题,但是PS5的工作条件不可能都一样,比如有的人放在电视柜子里,有的人弄个空调对着吹,所以PS5的工作温度天差地别,原文的意思是不管工作环境如何,为了保证所有PS5的运行状况一致需要很多努力,下文会有详细解释。)
“我们并不是以芯片上的实际温度作为睿频参考,如果是那样的话,不同的PS5主机之间会出现两个变量,”Mark Cerny解释道。“第一个变量就是不同的环境温度(Ambient Temperature);主机可能在房间里凉一点或者热一点的地方。另一个变量就是每台主机所搭载芯片的体质,有些芯片就是温度高一点,另外一些就是温度低一些。所以我们利用基于CPU和GPU占用率所开发的算法,取代了实际芯片温度作为睿频输出的参考。这就保证了所有PS5都能够输出同样水平的性能。”
在处理器内部有一个功耗控制单元,持续不停地监测CPU、GPU和内存接口的活动,并且评估正在运行任务的特性。这个单元并不是直接从某一台具体PlayStation 5芯片上的数据做出判断,而是基于一个更加通用的“标准SoC”。我们可以把它想象成一个模板SoC,在每一台PS5内部都有一个控制单元,让处理器的表现接近这个模板SoC的性能输出,从而保证了每一台PS5都能够有着同样的性能表现。
“所有PlayStation 5的表现都是一致的,”Cerny说道。“如果你们玩同一个游戏,去到这个游戏的同一场景,那么你机器内部是什么体质的芯片或者二极管一点都不重要。不管你是把主机放到电视柜里面还是冰箱里,你PS5的CPU和GPU频率会和其他PS5完全一样。”
开发者给我们反馈了两方面的问题,第一个就是不同PS5睿频的表现并不一致,所以我们引入了模板SoC的概念。第二点就是睿频技术的特点,如果某一个时间点睿频达到了频率顶峰,那么芯片会不会因为温度过高而降频?很多智能手机的睿频技术都会出现这样的问题。
“CPU和GPU为了达到任务所需频率而经过的时间,对于开发者来说十分重要,”Cerny补充道。“这个时间通常很短,如果游戏正在几帧内进行一个很吃资源的操作,那么芯片就会过热降频。睿频所带来的额外性能会提供给游戏几秒或者几分钟好处,然后芯片就会过热降频,这不是开发者们想要的(因为很难知道什么时候会降频),所以我们确保PS5对于功率的消耗反应十分迅捷(这样开发者就比较容易控制游戏的渲染过程)。不仅如此,开发者们还向我们反馈了CPU和GPU所消耗的精确功率数。”
Mark Cerny看到了开发者们能够以一个全新的方式来优化他们的游戏引擎,通过给定的功耗水平来做性能优化。“电源功耗在优化过程中扮演了一定角色。如果你优化并提高性能水平的同时又增加了一点功耗,这意味着你又失去了一点性能,如果你可以把代码优化一下,能够在提升一样性能的同时减少功耗,那么这就是一个巨大成功。”
简而言之,这个设计可以让开发者以一种不同的方式来进行性能优化,通过对功耗的优化可以让GPU频率提高以获得同样的性能提升,并且更加简洁快速。“CPU和GPU都有各自的功耗上限,其中GPU的功耗上限要更高一些,”Cerny补充道。“如果CPU没有用完它的功耗预算,比方说CPU的频率锁定在3.5Ghz,那么没有用完的部分会被转移到GPU那里。这就是AMD的SmartShift技术。当然,PS5有足够的功耗上限来同时满足CPU和GPU运行在最高频率上,分别是3.5GHz和2.23GHz,如果游戏用不到这么高的频率,那么开发者就要自己选择哪一个的频率低一点。”
“还有另外一个现象,我们管它叫‘抢着偷懒(Race to Idle)’。让我们想象以下场景,我们的游戏以30Hz的速度渲染,我们使用了33ms渲染预算中的28ms,所以GPU有5ms的待机时间。那么机器内部的功耗控制单元会检测到这5ms的功耗浪费,毕竟GPU在这5ms里并没有做什么事情,然后功耗单元就会得出频率应该提升的结论。不过这时的频率提升毫无意义,”Mark Cerny解释说。
(译注30Hz,也就是30fps,每秒GPU要渲染30帧画面,那么每一帧画面的渲染时间是就是33ms,即framtime = 33ms,60Hz的frametime就是16.7ms。)
因为这时候尽管频率提高了,但是GPU还是没什么事情可做。任何频率提升都是毫无意义的。“最后的结果就是GPU并没有多做功,反而它会把指定的任务以更快的速度完成,导致更长的待机时间,比如说等待垂直同步之类的。我们把这种毫无意义的频率提升称作‘抢着偷懒’,”Cerny解释说。“如果你搭建了一个可变频率的系统,你会看到因为这个现象,芯片频率一直会锁定在最大值(CPU也有同样的现象)!这没有任何意义,不过为了最大化利用GPU睿频技术,我们需要找到一个可以让GPU充分使用这33.3ms渲染时间的平衡点。
“所以当我宣布GPU会在几乎所有时候都运行在峰值频率时,我们是把‘抢着偷懒’这一情况给排除在外了的,因为我们的主机会充分利用每一帧的渲染时间,几乎没有浪费。CPU也是一样的情况,在我们仔细研究并检查了每一帧游戏主机资源的使用情况后,我们得出了CPU也将在几乎所有时间都以峰值频率运行的结论。”
简单来说,当可以避免出现抢着偷懒的情况并且能够充分利用CPU与GPU的所有性能时,睿频技术同样可以让这两者几乎一直保持峰值频率运行(因为无效的待机时间几乎没有,所以此时的峰值频率是很有意义的)。Cerny同时还着重提到功率的消耗水平与主频速度并不是简单的线性增长关系。降低10%的频率可能会减少27%的功率消耗。“总得来说,如果我们降低10%的功率消耗,那么频率可能只会降低很少的几个百分点。”Cerny强调说。
这是一个创新性的解决方案,而且背后所需要的工作肯定十分艰巨、繁杂,但是Mark Cerny简单明了地总结道:“我们其中的一个突破就是找到了一系列频率参数,让我们了解到CPU和GPU的发热程度在这些参数下完全相同。这就是我们的工作成果,(有了这些参数作为指导)我们能够在保持散热效率的同时,将芯片的性能输出最大化。”
我们还了解到了更多睿频技术是如何影响游戏设计的例子。一些开发者与Digital Foundry交流的时候提到,他们手头上的PS5需要将CPU降频到2.23GHz的主频才能正常工作,因为大部分游戏引擎都是针对上世代主机孱弱的Jaguar芯片开发的,就算将游戏渲染的工作量直接翻倍(比如60fps vs 30fps的帧数输出)都很难对PS5的Zen 2架构CPU造成任何压力。但这听起来并不像是睿频技术,更像是Nintendo Switch上的性能挡位选项。“我们在开发者套件里面提供了对固定频率的支持,在优化的时候开发者可以选择不使用睿频技术。不过已经发布的PS5游戏都选择了睿频,所以它们能从额外的频率中获得更好的性能表现。”Cerny解释道。
但如果开发者们不想特别为PlayStation 5的功耗墙做优化呢?我很好奇如果在最坏情况下(比如CPU和GPU一起过热降频),开发者们能够使用的芯片频率是多少?就和PC平台上的基准频率一样。“开发者们并不需要做任何优化,”Mark Cenry回应道。“我认为你的意思是,如果有一段代码可以调用芯片上的每一个二极管,让它们都一起持续地发热会怎么样。这是一个很抽象的问题,游戏程序不可能被设计成这样运作,也不会消耗如此庞大的电源功耗。事实上,如果真的有这么一段代码运行在现有的主机上,那么主机的整机功耗会大大超过设计的使用范围,甚至有可能让主机过热宕机。PS5会更加从容地处理这样近乎不可能出现的代码。”
到现在我们还是很难理解睿频技术到底是怎么运作的。而且当Cerny提到PlayStation 4的Top 100游戏在PlayStation 5上有强化效果时,很多人对于向后兼容提出了许多疑问,比如这是否意味着在新主机发售时只有一小撮PS4游戏能够被兼容?这一点在几天后被澄清了,起码会有几千款游戏能够被兼容运行,但PlayStation 5以一种令人惊叹的方式来达到向后兼容的目的。
PlayStation 4 Pro当初是为了打开4K的大门而被创造出来的高性能主机,而且兼容性对于Pro来说十分重要。虽然GPU性能翻倍是很重要的一点,但是PS4 Pro的CPU必须保持不变,Zen架构的核心没有被采纳。到了PS5全新的RNDA 2架构的GPU上,为了兼容前代主机,Sony添加了一些额外的逻辑电路来确保兼容性,但是CPU的情况又是如何呢?
“所有针对Jaguar架构CPU开发的游戏脚本与逻辑规则在Zen 2架构的CPU上都运行正常,不过指令集的执行时间可能会有所不同,”Mark Cerny告诉我们。“我们和AMD合作订制了PS5上的Zen 2架构核心,这些CPU内部有不同的性能模式来模拟Jaguar核心的执行时间。这是我们的兜底方案,可以让玩家立即玩到以前游戏的同时,我们能够进一步改进提升兼容游戏运行的效果。”

专用SSD——工作原理和性能表现

从Wired杂志的第一篇PS5报道开始,Sony就花了非常多的时间来宣传它们为PS5定制的这块SSD固态硬盘,这块SSD不仅会彻底改变游戏加载的模式,还能为游戏带来更大、更写实的场景内容,以及让开发者能够更灵活地调用系统内存。这块专用SSD拥有令人赞叹的5.5GB/s传输速率,配合硬件加速的解码能力,可以达到8-9GB/s的等效读写带宽,PS5的这块SSD就是Mark Cerny和他团队的最大成果与骄傲。
新主机内部为游戏制作者们提供了低层次与高层次的访问通道,他们可以自由选择,但是全新的读写I/O API能够让开发者们轻松享受新硬件极致迅捷的读写能力。基于文件名和文件路径的传统文件管理系统已经不复存在,取而代之的是以ID为基础的全新文件结构系统,通过新的ID文件管理系统,主机能够在最短的时间内找到所需要的数据。开发者们只需要指明所需要数据的ID,以及数据块起始和末端的位置,几ms之后所需要的数据就被拉取完毕了。两列命令被送到硬件端,一列是数据块ID的合集,另一列则是对内存地址的操作指令,比如说清空某一块内存区域来放新的数据。
当数据传输延迟只有几毫秒的时候,数据能够赶在主机需要渲染某一帧画面之前传输到位,在不那么理想的情况下也能赶在下一帧渲染之前准备好数据。这些特性和机械硬盘天差地别,机械硬盘完成这些操作可能最多需要250ms。如此低的延迟为游戏主机如何处理数据提供了全新的方式,而且效率大幅提升。“我仍然在开发一些游戏,我是《漫威蝙蝠侠》、《死亡搁浅》和《最后的守护者》的制作人,”Mark Cerny说道。“我的工作更加类似于创意设计与解决技术难题的混合体,所以我在这些开发工作中得到了非常多的灵感。”
数据从硬盘中被拉取到内存所需要的时间是一件很重要的事情,这对于开发者来说不容小觑。“我们假设有一个敌人在死亡的时候会大声惨叫,这个情形可能是一个优先级最高的资源请求,但这个请求可能还是需要250ms才能被响应,因为发出惨叫所需要的声音数据要从机械硬盘里面被拉取出来,以及游戏正在进行的其他运算与操作,”Cerny解释说。“这个250ms会是一个很大的麻烦,因为敌人死的时候就要喊出声音来,敌人死和敌人大喊基本上需要同时发生;这种问题让PlayStation 4这一世代的主机必须在系统内存里面存放大量的冗余数据。”
简而言之,为了即时访问那些亟需的数据,本世代的主机将很多冗余数据存放在内存里以备不时之需,这一点让下一代主机有了很大的提升空间。SSD的引入极大地缓解了这一点,因为数据可以按需调取,而不是因为可能会用到就存一大堆数据在内存里占地方。数据调取的效率因为重复数据的消失而进一步提升。机械硬盘很大一部分延迟是由于磁头在盘片上寻址搜索数据造成的,寻找数据的时间可能和读取数据的时间一样长,甚至更长。所以同样的数据被重复存储了上百次以减少磁头寻址时间。
“《漫威蜘蛛侠》的城市街区场景就是一个很好的例子。在游戏里面有上千个街区,其中有的细节丰富,有的就比较简略。如果有什么物品或者场景被复用了很多次,那么它所占据的空间就会非常大,”Cerny说道。
如果没有重复存储的数据,硬盘性能会跌到谷底。在一款游戏里,Cerny观察到硬盘的读写性能从理论上的50MB/s - 100MB/s直接掉到仅仅8MB/s。重复存储的数据大幅度提高了读写表现,但是代价就是浪费了非常多的硬盘空间。对于《漫威蜘蛛侠》来说,Insomniac想出了一个非常优雅的解决方案,但同样地,这个方案严重依赖内存空间。
“自动监测技术对于在这样的系统里面发现问题十分重要,比如说,自动检测技术显示,城市场景数据包一夜之间就增加了1GB之多。结果他们发现是因为一个1.6MB大小的垃圾袋造成了数据激增,虽然看起来没多大,但是这个垃圾袋在600多个街区里都有,”Mark Cerny解释道。“Insomniac规定任何物品或这资源被使用超过400次都要放进内存里,所以那个垃圾袋也被丢进了系统内存,不过很明显,系统内存里能放多少东西是有上限的。”
这也是另一个SSD可以为次世代游戏带来改进的地方。游戏的安装大小会大幅减少,因为游戏不需要再重复存储数据了;上面提到了垃圾袋只需要存储一次就行,而不是六百多次甚至上千次,也永远不用放到内存里面以提升读取速度。它们会以快上几个维度的速率被调用及传输,这意味着更少的缓存操作,让它们“刚好来得及(just in time)”被使用。
在机身内部还有SSD专属的”海妖压缩模块“、DMA控制器、数据一致性校验引擎以及读写协处理器保证开发者们能够轻松享受SSD的极速,而不需要专门定制代码才能发挥出固态存储的最大性能。一项在闪存控制器内部至关重要的投资保证了最佳性能输出,开发者们只需要使用全新的API就行了。这使得开发者们不需要额外的工作或者学习成本就能立即享受到新科技所带来的便利。

3D音频——Tempest engine的能力

Sony对3D音频有着昂贵而又富有野心的,甚至是前所未有的计划。简单来说,PlayStation 5这个平台对环绕音效的推动力度大于我们所见过的任何一代游戏主机,甚至比Dolby Atmos还要更强。PS5理论上能够处理上百个独立音源,而不是Atmos的32个。这同样也意味着不需要特别的音响设备就可以实现环绕立体声。事实上,Sony想要降低环绕立体音的门槛,让普通用户也能享受到。
PS主机对于环绕音的支持一直在不断提高,从PS3到PS4以及PS VR,其中PS VR能够支持50个3D声源。回过头看看我们与Garry Taloy以及Simon Gumbleton的采访,看到PS VR众多技术被PlayStation 5发扬光大是一件很令人开心的事情,这其中包括了对头部相关传输函数,或者HRTF的早期应用。
总的来说,PS5对于游戏音频的处理规模是十分了不起的,这并不是指音频是以48000HZ以及256个采样处理的,而是每秒有187.5个“ticks”,也就是说音频信号必须每5.3ms就更新一次。你必须要明白每个”tick“中所需要包含的数据量十分庞大。
HRTF就是从这里切入整个PS5的音频系统,在Mark Cerny的展示里,他展示了自己的HRTF,基本上就是一个表格,表现了以人的头部尺寸、造型以及耳朵的轮廓为变量,音频是如何被人感知到的。不过需要注意的是,由于我们的两只耳朵并不是完全相同的,所以对于头部的定位追踪需要两个HRTF一起协作,每只耳朵一个。
“如果HRTF的讨论有点杀脑细胞(译者:Plz kill me),我还有一些比较简单明了的方式来说明有关声音定位的概念,比如说ILD以及ITD,”Mark Cerny解释说。”ILD,即双耳电平差(interaural level difference),代表了声音在抵达两只耳朵时的强度并不一样。它会随着频率以及位置而变化;如果声源在我的右侧,那么我的左耳会听到低频声音会少一点,高频声音会少非常多,因为低频率的声音能够散射包围我的头部,但是高频率的就不行,它们没有办法弯折,只能反弹。所以ILD会根据声源位置以及声音频率,还有你的头部尺寸与形状发生变化。ITD,即双耳时间差(interaural time delay),代表了声音传达到双耳所需要的时间差。
“如果声源在你正前方,那么很明显时间差为零。但如果声源在你的右侧,那么传到你左耳的声音相对于右耳的声音会有一个延迟,这个延迟大概就是声源离你双耳的距离除以声速。我们在3D音频算法中同时封装了ILD以及ITD的概念,甚至还有点别的东西。”
HRTF能够提供一个3D网格,网格内部的数据可以通过IAD和ITD来定位一个物体的位置,不过这个网格没有细致到可以定位所有物体的位置。更加棘手的是,人的大脑拥有无与伦比的精准感官,所以这个算法必须非常出色才行。
“我们用”粉噪音”检验我们算法是否有效,这有点类似于“白噪音”的概念,我相信我们都很熟悉白噪音是什么。我们用一种固定的声源当作“粉噪音”,然后将这个声源四处移动,如果我们听到声源随着自身移动而出现某种变化,这代表着我们的算法有不准确的地方,”Cerny说道。
本质上来说,粉噪音就是经过特别调整过的白噪音,让其频率接近人耳能接收的范围。如果算法有问题,你可以听到类似与将一个贝壳罩在你耳朵上的声音。这也是PlayStation VR内3D音效处理的一个瓶颈,不过有了PlayStation 5的强大性能以及全新的Tempest引擎,现在的算法能够带来更加精准,清晰与逼真的声效。
说实话,我们上面只表现出了PlayStation 5音频处理系统的冰山一角。“我之所以要在讲座里展示那张巨大的HRTF处理流程图是为了让你们明白,想要准确处理移动声源是多么复杂与困难,所以我们单独定制了一个模块来处理声效,”Mark Cerny补充道。“基本上,我们希望拥有无限的计算能力,以应对我们将要面临的困难与挑战。或者换句话说,我们不希望选择某一个算法的原因是它的性能开销比较小,我们把最后产出的结果摆在第一位。”
根据Cerny在他讲座里提到的,Tempest引擎是一个改良过的AMD计算核心,能够以GPU的频率运行,每个时钟周期能带来64flpos的性能输出。该引擎的峰值性能大概在100G flpos,这相当于PlayStation 4上整个Jaguar CPU的表现。不过该引擎是基于GPU架构打造的,所以在使用上会和CPU截然不同。
“GPU能够同时处理数百甚至数千个波形;而Tempest引擎能同时处理两类波形,”Mark Cerny解释说。“一类是3D音频与其他的系统音效,另外一类则是专门为游戏服务。从带宽上来说,Tempest引擎的吞吐速度能够超过20GB/s,不过我们必须小心谨慎的处理这一点,因为我们不想让它影响到图形处理的过程。如果音频占据了太多带宽,那么有可能会因为与图形处理器同时抢占带宽出现意想不到的问题。”
基本上,GPU是按照并行工作的原则来设计的,也就是说它们能够同时执行很多任务与计算。Tempest引擎在本质上更加线性且简洁,这意味着它不需要缓存即可工作。“当我们调用Tempest引擎的时候,我们直接通过DMA操作把数据传递给Tempest引擎,当处理完毕后,我们再通过DMA直接把数据提取出来;这和PlayStation 3上的SPU一样,”Cerny说道。“这和GPU的日常操作有很大的不同;GPU一般都会有缓存,而缓存在某些时候是非常有用的,但缓存在等待数据填充时会造成延迟和停滞。GPU也会因为其它原因停滞,因为GPU的渲染流水线里面有很多不同的工序,每一级工序要为下一级提供数据。所以如果能够有效利用GPU内部40%的向量与算术逻辑单元(VALU),那你就很了不起了。而Tempest引擎和它的异步DMA模型可以在关键代码的执行上,调用接近100%的向量与算术逻辑单元。”
Tempest引擎还兼容虚拟立体声,它能在物理(两声道)扬声器系统上模拟多声道的效果。临场感可以通过扬声器对音量大小的渲染变化而得到增强,而且所有的扬声器都能在某种程度上做到这一点。多声道音频轨道倾向于在每个声道都固定自己的输出,所以没办法展现所有的声音信息。虚拟环绕立体声在PlayStation 4以及PS VR上也有,不过没有办法提供和新主机一样多的虚拟扬声器数量,所以Tempest引擎在这一点已经是一个很大的飞跃了,并且这些新增加的虚拟扬声器可以与Sony更加精准的声源定位技术相结合。
“现在已经有一些游戏音频的处理依赖于某些特定的声源了,”Cerny说道。“举个例子,一个‘hero sound’,我并不是指玩家扮演的英雄发出来的声音,而是一种很重要的声音,会被当做一个3D物体对待,放在理想的空间位置,而其他大部分声音都会通过虚拟环绕立体声系统处理。通过灵活使用这两种方式,你能够理论上得到最佳的音频效果。而且这两种方式都使用同样HRTF处理模型,所以两者都能够取得美妙的成果。”
(译注:如果读者们这部分看不懂,那是因为我也不知道他在说什么,水平不够,在这里先给大家道歉了)

PS5的3D音频系统如何与你的音响设备连接

在PlayStation 5的分享展示里提到,3D音频系统还需要一点时间才能和玩家们见面,但是开发者们已经在利用这项新技术进行开发工作了,主要针对那些拥有物理多声道音响系统的玩家,新的音频系统还需进一步优化。在主机发售时,那些拥有两声道标准音响系统的用户可以享受完整的体验,毕竟为5.1/7.1多声道系统做优化并不是一件容易的事情。
“对于使用电视扬声器或者立体声音响的用户,他们可以选择打开或是关闭‘电视虚拟环绕立体音’,这意味着我们的音频处理流水线必须能够输出没经过3D加工的信号,”Mark Cerny解释说。“虚拟环绕音有一个最佳体验的位置,但是用户可能并没有坐到那个最佳位置上,也可能用户在玩合作游戏,很难让两个用户都处于最佳体验区域。当虚拟环绕立体音被启用的时候,基于HRTF的算法就会介入,如果虚拟环绕音被关闭了,那么系统就会简单的混一下音完事儿,比如说根据3D音频对象的位置确定左右声道扬声器的输出角度。
正如他在讲座里提到的,目前PlayStation 5上面针对电视和立体声扬声器做了基本的优化,硬件团队还在加班加点,继续改进。
”当我们对双声道系统的效果满意后,我们就会开始研究5.1和7.1的系统,”Cerny补充道。“现在5.1和7.1在新主机上的解决方案和PlayStation 4差不太多,还是基于物体位置来确定每个扬声器的输出表现。要明白5.1和7.1将会有它们各自的特殊问题,在我的演讲里我提到,双声道系统里面,人的左耳能够听到右声道的输出,反过来也一样,但是在6声道甚至8声道里面这个情况就复杂多了!还有一点需要注意的是,如果游戏开发者想要利用Tempest引擎来支持6或者8声道,那么他肯定是需要对游戏代码进行特别修改的。”
PlayStation 5的下一步是什么?
我们对PlayStation 5还有很多不明了的地方。在Mark Cerny的讲座里他提到,未来某个时间节点会展示新主机的拆解过程,到时候我们会关注PS5的散热方案,这对于PlayStation 5来说十分重要,我们期待那一天能快点到来。
在机身内部我们还是有很多问题。Sony和AMD都确认了PlayStation 5所搭载是一块经过定制的RDNA 2架构GPU,但是最近DirecX 12 Ultimate却显示AMD确认了Sony并没有在新主机内集成VRS(variable rate shading)。更不用提理论参数和实际表现之间的鸿沟,Sony已经分享的性能指标令人印象深刻,不过我们还没有见识过新主机实际运行的画面,除了一个《漫威蜘蛛侠》在过时开发机上运行的渣清录像以外,我们没见过哪怕一个新主机渲染的像素。
接下来,我希望Sony能够让我们可以体验一下PlayStation 5。如果按照当年PlayStation 4的宣发节奏,我们现在都已经玩上《杀戮地带:暗影坠落》了,而且这款游戏当年看起来牛逼疯了,虽然游戏内容确实很重要,但是主机的其它体验也同样关键。新主机开机需要多久时间?游戏真的是瞬间就能加载完毕吗?有没有类似于Xbox Series X的快速复位(quick resume)功能?PS4上的大作能在新主机上锁60帧运行吗(比如杀戮地带或者恶名昭彰)?你想的越多,问题就越多,这提醒了我们,虽然我们已经深入了解了PlayStation 5的主机架构,但这只是一切的开端而已。
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