對VR來說, 眼球追蹤技術在裡面到底是一個什麼角色?

佚名發表於2016-01-14

【編者按】本文作者黃通兵七鑫易維CEO。

對VR來說, 眼球追蹤技術在裡面到底是一個什麼角色?

虛擬現實作為近兩年剛剛興起的行業越來越受到創業者的親賴,僅僅去年一年,國內宣佈進入VR領域的公司就有數百家,其中不乏騰訊、樂視、愛奇藝等網際網路巨頭。並且大部分從業者都認為2016年將成為VR元年,開始進入高速發展階段。

VR之所以備受矚目,主要因為它可以模擬真實的場景,讓人在虛擬的世界裡得到感官的滿足。隨著人們對VR體驗訴求的提升,這種感官體驗會越來越接近現實的感受,在此過程中眼球追蹤技術將成為必不可少的應用模組。目前已有先驅者開始嘗試透過眼球追蹤技術解決VR領域目前所面臨清晰度,沉浸感,自然互動等問題。

德國的一家眼球追蹤技術公司在今年的CES大會上展示注視點渲染技術,國內的眼球追蹤技術公司七鑫易維也在近期釋出的影片短片中展示了眼球追蹤在VR裝置上的應用,其中區域性渲染的功能將為VR帶來一次質飛躍。目前VR硬體廠商所共同面對的問題便是使用者的計算機硬體滿足不了顯示裝置高畫質渲染的需求,以OculusRift為例,使用者需要配備1000美金以上的計算機才能正常執行,NvidiaGeForce970或AMDRadeon290顯示卡的成本就達300美金,而這還僅僅是渲染1k的解析度,要讓渲染的解析度匹配現實世界的解析度,單眼必須渲染8K的解析度,僅硬體配置這一項,就夠廠商頭疼的了。

為了解決這一問題,目前最被認可的方式便是結合眼球追蹤的區域性渲染技術。

人眼成像的過程中,中央凹視野(Fovealvisionarea)成像清晰,只覆蓋視野1○~2○,視覺敏銳度高;周邊視野(Peripheralvisionfield)成像是模糊的。

對VR來說, 眼球追蹤技術在裡面到底是一個什麼角色?

如圖所示,當人眼在看螢幕H時,雖然整個螢幕都可以看到,但是隻有B區域額中央凹視野是清晰的,AC區域成像模糊,因此在畫面渲染過程中只需要渲染中央凹視野很小的範圍,對周邊視野區域進行模糊渲染。眼球轉動,高畫質渲染區域隨著注視點的變化而變化,這樣既可以得到高畫質的視覺體驗,又可降低GPU負荷,從而可以大幅的降低VR裝置對硬體的要求。

除此之外,區域性渲染的方案恰好與人眼成像特徵相切合,無需人眼去主動適應螢幕,還會避免用眼過度造成的眼疲勞。

對VR來說, 眼球追蹤技術在裡面到底是一個什麼角色?

當然除了畫面渲染方面,眼球追蹤技術還可以大幅度提升VR裝置的互動體驗。使用者透過眼球轉動與VR使用者介面的互動可以直接用眼控控制選單,觸發操作,讓人擺脫不自然的頭部操作。

對VR來說, 眼球追蹤技術在裡面到底是一個什麼角色?

眼球追蹤技術在VR領域的重要性已經顯而易見,Oculus的創始人PalmerLuckey也曾表示,眼部跟蹤技術會成為VR技術未來的一個“重要組成部分”。不僅能實現注視點渲染技術,它還能用來創造一種深度感測,以創作出更好的使用者介面。

對VR來說, 眼球追蹤技術在裡面到底是一個什麼角色?

眾所周知光線在穿透透鏡過程中會產生折射,所以目前的VR顯示裝置視角邊緣都產生畸變和色差。Oculus正使用適用的光學優勢試圖修復該問題,但僅憑光學設計並無法完美解決,還需要在軟體方面進行反畸變和色散的最佳化。現在已經有部分產品採用了以鏡片中心為準的矯正方案,雖然有所成效,但是當人眼位置與鏡片位置發生偏移時,反畸變的效果就會隨之減弱。若讓反畸變處理結合眼球追蹤技術,將矯正方案調整為以人眼注視中心為準而不是鏡片中心為準,矯正效果也會大幅提升。

眼球追蹤技術對於VR來說就像滑鼠於windows系統一樣,它會讓體驗更完善,使用更方便,更容易被使用者接受,雖然在VR裝置上成功搭載眼球追蹤技術的案例並不多,但是參照目前VR顯示方案的快速迭代,可知眼球追蹤技術將會成為VR裝置最不可或缺的技術模組。

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