YORO技术实现单次渲染生成VR双目图像，能效提升115％
只渲染一次，而不是两次独立渲染
（映维网Nweon 2025年08月07日）现有的VR技术需要双眼图像的两次独立渲染，而这对计算能力和电源有限的一体机等移动式VR造成了重大瓶颈。在一项研究中，加州大学圣地亚哥分校，科罗拉多大学丹佛分校，广东工业大学和内布拉斯加大学林肯分校团队提出了一种VR渲染优化方法YORO。
通过利用逐像素属性，YORO只渲染一次即可从单眼图像生成双目VR图像，从而比传统方法节省一半的计算量。评估表明，EffVR在实现高双目图像质量（0.9679 SSIM和34.09 PSNR）的移动VR应用中，平均节省27%的功耗。另外，YORO可以将帧率提高115.2%。相关结果证实了EffVR优越的计算/节能性能，为可持续的移动式VR发展铺平了道路。
一体机等移动式VR正成为行业发展主流，并日益成为下一个重要的移动计算平台。然而，当前的系统需要一系列的技术突破，特别是与渲染相关的挑战。
渲染尤其耗费资源，几乎是渲染传统平面视频所需能量的两倍。不仅容易导致移动设备发热，而且阻碍了高帧率和高质量图形的实现，进而影响沉浸感并可能导致用户产生晕动症。所以，当前主流的移动设备（通常配备 3500 至 5000 毫安时电池）仅能续航大约两到三小时。
另外，在网格表示的VR场景中，移动式VR通常只能支持计算复杂度在35万至100万个三角形范围内的应用，从而限制了移动 式VR的功能和适用性。
所以，优化VR渲染以最小化计算需求，可以降低功耗并为设备设计等多个方面带来帮助。在一项研究中，加州大学圣地亚哥分校，科罗拉多大学丹佛分校，广东工业大学和内布拉斯加大学林肯分校团队提出了YORO，一个面向移动VR的渲染优化框架。
如图1所示，与传统的双目VR渲染方法不同，YORO只需为双目图像进行一次渲染。不同于现有工作仅在渲染过程中节省几何信息的计算，YORO节省了整个渲染通道的计算，包括几何信息以及纹理、光照、阴影等着色信息。
团队指出，YORO旨在实现以下显著特性：
高能效：以更低的能耗提供同等的用户体验。它可防止设备过热和处理器性能下降，同时提升续航时间。
计算高效：它在实践中能用更少的计算资源。与传统算法相比，对于相同的VR场景，它能实现更高且更稳定的帧率；在相同的计算资源下，它能处理更复杂的场景。
实用性：它是一种面向 VR 应用的通用框架级方法，无需专用硬件，并与当前大多数移动平台兼容。
为实现YORO，研究人员需要解决两个技术挑战：
移动VR的新计算优化范式：团队提出通过“一次渲染生成VR双目图像”来优化移动VR。他们开发了一种新的重投影矩阵 来快速将一帧图像重投影到另一只眼，然后采用一种基于滤波的修补方法来填充缺失信息。算法计算复杂度约为传统渲染算法的一半，这反过来提高了整个VR系统的能效。
将YORO实现为支撑实际VR应用的高效软件框架：为实现计算高效和节能的目标，研究人员以轻量级且高度并行的方式设计并实现了YORO渲染算法。实现位于框架层，包含重投影器和修补器模块，通过单次渲染生成双目 VR 图像。另外，他们从零开始构建框架，对第三方和系统功能的依赖较低，同时使其能够在多种移动平台支持VR应用正常运行。
研究人员设计了一种轻量级的后处理渲染机制来实现YORO原理，并将设计实现为一个通用的框架层，以支持各种移动VR应用。相关实现包括代码库，以及一个包含来自8个代表性场景（采用主流渲染风格）的29,128组图像的开源数据集。
团队在8个代表性的VR 3D场景和2个开源VR应用产品（具有不同的着色风格和场景复杂度）广泛评估了YORO。另外，他们在不同移动平台测试了YORO的鲁棒性和实用性。
评估表明，平均而言，与基线双目渲染方法和最先进的VR优化方法相比，YORO可节省 27% 的功耗，并将帧率提高115.2%。同时，定量分析和主观用户研究表明，YORO保持了相似的双目图像质量，并凭借更高的帧率实现了更流畅的VR体验。
相关论文：You Only Render Once: Enhancing Energy and Computation Efficiency of Mobile Virtual Reality
总的来说，加州大学圣地亚哥分校，科罗拉多大学丹佛分校，广东工业大学和内布拉斯加大学林肯分校团队设计并实现了一种新颖的移动VR优化方法。YORO这种基于后处理的技术只需一次渲染就可生成双目VR图像。与传统的VR渲染方法相比，YORO节省了27%的功耗，并将帧率提高了115.2%。
另外，YORO可用作流式VR视频的渲染方法，并能够节省39.6%的数据传输量。研究人员在具有不同场景复杂度和着色风格的综合且代表性的多个VR场景中对YORO进行了广泛评估。结果证明了这种实用的移动VR优化方法在不同平台的可行性，以及在高效节能方面的卓越性能，从而为下一代移动VR的发展铺平了道路。
