Oculus Quest开始支持帧定时管理『相位同步』，可大大降低延迟

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通过动态调整帧定时来帮助最小化延迟

（映维网 2020年12月08日）Phase Sync（相位同步）是Oculus PC SD首次引入的一种帧定时管理技术，它可以通过动态调整帧定时来帮助最小化姿态延迟。现在，Phase Sync（相位同步）已经支持Oculus Mobile SDK，并已集成到UE4和Unity中。

1. Mobile VR的Phase Sync

与Oculus PC SDK不同，Oculus Mobile SDK从一开始就采用固定延迟模式来管理帧计时。固定延迟模式背后的理念是尽可能早地完成所有工作。它很好地实现了这个目标，但Quest 2比初代Quest拥有更多的CPU和GPU计算量，很多应用可以比计划的更早完成渲染。所以，我们常在Quest2的VrApi日志行中看到更多“early frame”。在当前的固定延迟模式下，SDK已经具备了一定的控制延迟能力，例如额外延迟模式/非额外延迟模式设置。但对于开发者来说，它们不够灵活，无法处理动态工作负载，这意味着如果开发者禁用额外延迟模式，而应用所需的时间又比预期长，应用程序就会生成大量stale frame。这会对用户体验产生负面影响，因为它会导致帧抖动。

与固定延迟模式相比，Phase Sync（相位同步）根据应用的工作负载自适应地处理帧定时。目标是在合成器需要完成帧之前完成帧的渲染，这样可以尽可能地节省延迟，同时不会丢失任何帧。对于一个典型的多线程VR应用，Phase Sync（相位同步）和固定延迟模式之间的区别可参见下图说明：

我们可以看到，Frame N的完整时间与Phase Sync（相位同步）下的合成时间非常接近，这是Phase Sync（相位同步）节省延迟的来源。以上只是一个简单说明。

2. 如何为Quest/Quest 2启用Phase Sync（相位同步）

开发者可以将V23 Mobile SDK作为opt-in功能，Oculus同时将它集成到最新的UE4和Unity版本中。

2.1 Unity开发者

要在UE4中启用，请通过GitHub下载UE4.25，然后选中Project Settings->OculusVR下的“Phase Sync”复选框。

2.2 Unity开发者

要在Unity中使用Phase Sync（相位同步），必须使用XR Plugin Management下的Oculus XR Plugin。Unity 2019.4及更高版本，以及Oculus XR Plugin1.7.0支持Phase Sync（相位同步）。你可以选中以下复选框以在Oculus特定设置中启用：

一旦应用成功地启用Phase Sync（相位同步），你可以通过运行“adb logcat-s VrApi”来予以确认。你应该会看到一个标记为“Lat=-1”的组件，这意味着延迟是由Phase Sync（相位同步）动态管理。在固定延迟模式下，非Phase Sync（相位同步）下的值将为“Lat=1”（额外延迟模式）或“Lat=0”（非额外延迟模式）。

你同时可以读取“Prd=？“值，以比较启用阶段同步前后的应用延迟差异。在Phase Sync（相位同步）之下，这个值会更低。

2.3 原生开发者

Oculus没有计划在VrApi中为这个功能发布一个公共API。相反，Phase Sync（相位同步）在OpenXR实现中将是默认的Vr Timing管理方法。由于已经推出了正式的OpenXR支持，Oculus鼓励原生开发者测试所述功能。

3. 影响和考量

Oculus已经为数个Oculus应用程序启用了Phase Sync（相位同步），并表示延迟节省量相当可观。例如对于Oculus Home，Quest 2减少了10毫秒的延迟，Quest 1减少了8毫秒的延迟。

Oculus鼓励每个开发中的应用程序启用所述功能，特别是如果你的应用程序对延迟敏感（如使用手部追踪）。下面是额外的提示说明：

1. 没有开销：Phase Sync没有性能开销，所以它不会以任何显著的方式影响CPU/GPU的使用。

2. 工作负载峰值：Phase Sync有一个保险padding，可以避免将帧过于推向合成时间。但是，如果应用程序的工作负载剧烈波动或峰值很大，则可能会触发比非Phase Sync模式更多的stale frame。

3. 低FPS行为：当一个应用不能达到帧速率时，这将不可避免地触发stale frame。非Phase Sync模式允许这样的情况，但Phase Sync将尝试减少stale frame数，以使至少一些帧在正确的时间显示，因此在这种情况下，你应该能够看到较低的stale frame计数。然而，FPS可能稍低，Prd值可能更高。经验法则是：如果出现stale frame，亦即意味着帧是在错误的时间预测，所以Prd的值就不再重要。

4. 使用Late-Latching：这是另一种降低延迟的技术。Late-Latching能够很好地协同Phase Sync。在一定的范围内，它们是互补的，因为Phase Sync可以在应用程序快速运行时节省更多延迟，而如果应用程序具有高昂的渲染线程，则Late-Latching可以帮助更多。如果同时启用这两个选项，几乎可以保证一定程度的延迟减少。

5. 额外延迟模式：启用阶Phase Sync后，额外延迟模式设置将被忽略。

6. CPU和GPU：VrApi Logcat中有一个度量称为“CPU&GPU”。在Phase Sync下，系统测量从waitFrame返回（主线程唤醒）到GPU完成，这个值可能大于预期的非Phase Sync模式。

如果在启用所述功能时看到任何异常的应用行为时，请向Oculus提供反馈。