熟悉显卡的玩家们一定清楚，虽然现在显卡的性能已经比较强悍了，但实际上近几代产品的整体性能提升并不算太大，而显卡厂商们也将很多的精力放在了画质和各种显卡功能方面。那么如果在硬件不变的情况下，就能提升20%的游戏性能，大家会不会觉得很神奇呢？现在，VRS技术出现在了我们面前，在提升游戏性能的同时，还能尽可能少的降低游戏画质，那么这一切是怎么实现的呢？下面我们就一起来看看。
VRS是什么？为什么能提高游戏帧速呢？
VRS全称为Variable Rate Shading，也就是可变速率着色。如果从着色这个角度讲大家不太好理解的话，那么Shading在显卡中也可以表达遮蔽、渲染等意思，大家可能就能略知一二了。这项技术是随NVIDIA 图灵GPU一起推出，曾经被称作英伟达Content Adaptive Shading（CAS）技术，也就是画面自适应着色。不过图灵GPU推出时，大家的目光的重点都放在了光线追踪上，所以VRS并没有引起太多的关注。
VRS是一种在图灵GPU可以使用的全新的渲染方式。我们都知道，游戏画面其实是一个个的像素点组成的，而对于传统的渲染方式来说，每个像素都是单独着色（渲染）的，而VRS则不同，它将多个像素进行合并着色，从而减少着色器的渲染量，减少GPU压力，从而提升游戏帧速。当然，这样的操作肯定会带来画面质量的下降，所以VRS提供了1×1、1×2、2×1、2×2、4×2、2×4、4×4等多种着色方式，也就是多少个这样的像素组合合并着色。利用可变速率着色，单个像素着色器操作可以给像素块进行着色，例如，着色一个2×2像素块只需一次操作，而不是传统的4次着色，大幅降低GPU压力。
因为人在进行游戏时，会重点关注游戏主体部分，所以这部分就继续以单像素着色的方式进行渲染，而远景、快速变化的画面等容易被人忽视的画面，则可以采用多像素合并的方式渲染，降低GPU压力，这就是所谓的可变速率。NVIDIA同时也提到，针对文字画面这些需要高清晰度的部分，开发者同样应该采用单像素进行渲染。
去年三月，微软宣布DX12加入了VRS图形接口支持，即使是非NVIDIA显卡，也可以通过DX12支持VRS，选择合适的着色速率，提高游戏帧速。微软同时还展示了基于《文明6》的DX12 VRS演示，在演示中，4K分辨率下RTX 2060下的帧速提升了20%，画面质量则没有太明显的损失。同时，VULKAN等引擎也加入了VRS接口的支持。
游戏未动测试先行，3DMARK VRS测试来了
新技术从推出到实装都有一个过程。所以虽然图灵GPU在2018年就发布了，但实际上NVIDIA在去年四月底的Game Ready Driver 430.39才加入了VRS的支持，同时要求系统版本必须在Windows10 1903上。而显卡则限制在使用图灵GPU的GTX 16系列和RTX 20系列才能使用。当然，既然已经加入了微软的DX12，那么微软自己当然也会使用这项技术，微软也指出未来将为XBOX游戏主机提供VRS功能，由于XBOX全系列使用AMD定制GPU，所以毫无疑问未来我们也将在AMD显卡上看到该技术。
相对于在游戏上大量应用该技术，反倒是3DMARK先将其纳入了测试项目。3DMARK的VRS测试拥有两个等级。第一级VRS支持的显卡有NVIDIA图灵架构的RTX 20/GTX 16系列和Intel Ice Lake十代酷睿的11代核芯显卡，这个等级可以让开发者为每个图形指定不同的着色率。第二级VRS仅支持图灵架构的NVIDIA显卡，其在第一级的基础上，让开发者在同一个图形的不同位置也应用不同的着色率，更好的控制画面质量与帧速的平衡。
测试平台CPU：Intel Core i7 6700K内存：美商海盗船8GB DDR4 3200MHz × 2主板：华硕ROG STRIX Z270F GAMING硬盘：西部数据Black NVMe SSD SN700 1TB显卡：华硕TUF-GTX 1660-O6G-GAMING电源：航嘉MVP K850操作系统：Windows10 64bit 1909专业工作站版
我们组建了一个入门级游戏平台来看看在3DMARK的测试中，VRS到底有多少提升。
从测试结果来看，VRS在测试中带来的帧数提升还是非常可观的。同时，随着分辨率的提高，GPU压力变大，开启VRS后能够带来更高的收益，帧速提升比例更高。相对于第一级VRS，第二级VRS在整体提升幅度上要稍低一些，这和第二级VRS在图形细节上的控制更多有关系。
画质对比，你能看出差距吗？
帧速上有大幅的提升，那么大家就会关心画质上是否会有较大的下降。3DMARK的VRS测试同样提供了方便的画质对比功能。
在第一级VRS的显影器上我们可以看到，红色的前景是采用1×1的单像素着色，绿色的地面和远景则采用2×2着色，最远处的蓝色则是4×4着色。
在1080P分辨率下的静态画面对比上，我们可以明显的看到前景的树木纹理两者的表现是一样的。但是在远处的树木纹理上，开启VRS的画面还是要模糊一些。不过在动态测试中，实际上不仔细看也是很难发现这个差别的。在多个分辨率的对比图片中，随着分辨率的提升，高分辨率开启VRS后的画面质量也会好不少。
从第二级VRS显影器的图像来看，着色明显更细致，在同一个图案上也采用了不同采样率的着色。这样就能更好的处理游戏中出现的细节、文字等情况，同时也能更好的适应不同形式游戏的需求。
实际游戏测试，游戏性能提升比较明显
由于是刚出来的技术，目前搭载了该技术的游戏并不多，仅有《德军总部2》和《德军总部：新血脉》。我们使用《德军总部：新血脉》进行了测试。VRS在游戏中的设置名为“NVIDIA自适应阴影”。
我们在游戏地图中同一个点分别关闭和打开VRS。测得关闭时游戏帧速为92fps，打开VRS帧速提升到了112fps，提升了20fps，提升幅度在22%左右，提升还是比较明显，对于甜品级显卡来说，这已经是提升了一个档次了。不过同时我们也发现，由于游戏画面是运动的，各个不同画面的提升幅度并不一样，部分细节非常丰富且小部件较多的画面，就没有这么大的帧速提升幅度了。整体的提升幅度在3%~25%左右。
由于该游戏是一款FPS游戏，游戏进行时都是动态画面，所以游戏时并没有感受到明显的画质差距，所以这样的帧速提升还是可行的。
总结：甜品显卡获益多，VR游戏实际价值高
VRS作为一项提升帧速的新技术，从目前的测试来看，表现还是非常值得玩家们期待。虽然目前实际游戏中的提升不如3DMARK测试中那样大，但是依旧展现了一个让人比较欣喜的未来。如果开发人员应用得当，就可以在没有明显画质降低的感受下提升帧速，这对于性能吃紧的甜品显卡来说无疑是非常值得期待的。
对于游戏而言，无论是快速运动的赛车游戏，还是着重竞技感受的MOBA、FPS游戏，都可以忽略这微弱的画质降低，毕竟在快速运动下，主体重点画面够清晰就已经能够带来非常不错的游戏体验了。同时，VRS技术的出现，也能从另一方面解决目前VR游戏对硬件变态的性能需求。
NVIDIA官方表示，VR游戏配合眼球追踪技术再使用VRS，可以让玩家眼睛视线盯着的画面使用高着色率带来清晰的画面，而周围则可以适当降低着色率，这样就实现了帧速与画面很好的平衡。总的来说，VRS技术还是一个比较实用的技术。
