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眼动追踪技术! VR设备的下一场革命

时间:2024-05-22 16:44:35 科技赋能

虚拟现实作为近两年才刚刚兴起的行业,越来越受到创业者的青睐。

仅去年一年,就有数百家国内企业宣布进军VR领域,其中包括腾讯。

、乐视、爱奇艺等互联网巨头。

而大多数从业者认为,2019年将是VR元年,开始进入快速发展阶段。

VR之所以备受关注,主要是因为它可以模拟真实场景,在虚拟世界中为人们提供感官满足。

随着人们对VR体验需求的增加,这种感官体验将越来越接近现实。

在此过程中,眼动追踪技术将成为不可或缺的应用模块。

目前,先行者已经开始尝试利用眼动追踪技术来解决VR领域目前面临的清晰度、沉浸感、自然交互等问题。

德国一家眼球追踪技术公司在今年的 CES 大会上展示了注视点渲染技术。

国内眼动追踪技术公司启信易维也在近期发布的一段视频片段中展示了眼动追踪在VR设备上的应用,其中部分渲染功能将为VR带来质的飞跃。

目前VR硬件厂商面临的一个普遍问题是用户的电脑硬件无法满足显示设备的高清渲染需求。

以Oculus Rift为例,用户需要配备一台100以上的电脑才能正常运行。

Nvidia GeForce 或 AMD Radeon 显卡的成本价值 1 ,而且这仅适用于渲染 1k 分辨率。

为了使渲染分辨率与现实世界的分辨率相匹配,单眼必须渲染8K分辨率。

光是硬件配置就足以让厂商头疼了。

为了解决这个问题,目前最认可的方式是本地渲染技术结合眼动追踪。

人眼成像过程中,中央视觉区(中央凹视觉区)的图像清晰,仅覆盖视野的1○~2○,视力较高;周边视野(Peripheral Vision field)的图像模糊。

如图所示,当人眼观看屏幕H时,虽然可以看到整个屏幕,但只有B区域的中央凹是清晰的,而AC区域的图像是模糊的,所以只需要渲染中央凹在图片渲染过程中。

在小视场中,周边视场被模糊渲染。

随着眼球的旋转,高清渲染区域会随着注视点的变化而变化。

这不仅可以提供高清的视觉体验,还可以减少GPU负载,从而可以显着降低VR设备的硬件要求。

此外,局部渲染方案完全符合人眼的成像特性,无需人眼主动适应屏幕,避免过度用眼造成眼睛疲劳。

当然,除了屏幕渲染之外,眼动追踪技术还可以大幅提升VR设备的交互体验。

通过眼球运动与VR用户界面进行交互,用户可以直接使用眼控来控制菜单和触发操作,让人们摆脱不自然的头部操作。

眼动追踪技术在VR领域的重要性已经显而易见。

Oculus创始人Palmer Luckey也表示,眼球追踪技术将成为未来VR技术的“重要组成部分”。

它不仅可以实现注视点渲染,还可以用来创建深度感,以创建更好的用户界面。

众所周知,光线在穿透镜头时会发生折射,因此目前的VR显示设备在视角边缘会产生畸变和色差。

Oculus正在利用适用的光学优势来尝试解决这个问题,但仅靠光学设计并不能完美解决这个问题。

还需要软件中的抗失真和色散优化。

现在有些产品使用基于镜头中心的校正方案。

虽然有效,但当人眼位置与镜头位置偏离时,防畸变效果就会减弱。

如果将抗畸变处理与眼动追踪技术相结合,将校正方案调整为基于人眼注视中心而不是镜片中心,校正效果也将得到大幅提升。

眼动追踪技术之于 VR,就像鼠标之于 Windows 系统一样。

会让体验更完整、使用更方便、更容易被用户接受。

虽然在VR设备上成功安装眼动追踪技术的案例并不多,但请参考目前VR显示解决方案的快速迭代,可以看出眼动追踪技术将成为VR设备最不可或缺的技术模块。