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為實現更好的VR視覺效果,Oculus將更關注眼動追蹤與注視點渲染技術

據悉,在今年5月的SID DisplayWeek上,Oculus研究院的計算成像總監Douglas Lanman計劃於發表三次主題演講,其中在5月22日星期二發表的題為「Reactive Displays:Relock Displays:Unlocking Next-Generation VR / AR Visuals with Eye Tracking」的演講中,將探討「響應式顯示」的概念,以及其在推動下一代AR和VR頭顯的視覺效果進步方面,可以發揮的作用。

該演講簡介也顯示出Lanman將專註於眼動追蹤技術,以及其在改善VR和AR顯示效果方面的潛力。

以下為Lanman主題演講簡介:

作為一種個人觀看設備,頭戴式顯示器提供了一種獨特的觀看方式,它可以快速提供比過去佔用共享環境的傳統顯示器更豐富的視覺體驗。光學元件、顯示元件和感測元件都可以針對單個用戶進行調整。

VR頭顯將現在與過去的觀影方式完全區分了開來,而個性化眼球追蹤在解鎖更高解析度,更寬視野和比過去顯示更舒適的視覺效果方面發揮重要作用。本次演講將探討「反應式顯示」概念以及它在未來幾年如何影響VR/AR設備。這是一種與過去不同的全新技術,個性化的眼動追蹤將為我們帶來更高的解析度、更寬的視場角以及更舒適的視覺效果。

本次演講將著重探討「響應式顯示」的概念,以及它在未來幾年,將如何影響VR/AR設備的發展。

第一代VR頭顯已經足以證明,儘管VR已經具備足夠的沉浸感,但想讓VR中虛擬世界的視覺保真度能匹配人類視覺,還有很長的路要走。簡單地提高VR顯示器的解析度是一種直接的方法,但目前可能並不像看起來那麼容易。

在近幾年裡,眼動跟蹤技術和注視點渲染技術的結合,被認為是提高VR視覺保真度更好的途徑。


減輕GPU負擔,改善失真,提高視覺效果

精確的眼動追蹤技術可以準確的感知用戶的視線,只有在視野中心的小區域才會呈現最高質量的渲染,同時通過降低視野周邊區域的渲染質量,來保證系統計算不會超負荷。注視點渲染技術甚至可以將顯示器中像素密度最高的部分移動到用戶注視的中心,這或許可以減少將更多像素填充到單個面板的難度和成本。

不管是出於何種情況下的鏡頭失真,眼動追蹤技術都能改善這一問題。這可以提高視覺保真度,並能提供更大的視場。

其實不僅僅是Oculus,為VR設備搭載眼動追蹤和注視點渲染技術,已經成為了不少VR廠商的趨勢。但想要實現眼動追蹤與注視點渲染技術的完美結合,需要克服的困難還不少。


精度要求甚高,且很難避免延遲

一方面,注視點渲染技術可以大幅度減輕GPU計算負擔,降低計算成本。而另一方面,人眼轉動的速度其實非常之快,為角速度1000°/s,這將對眼球追蹤的速度、精準度、數據處理和傳輸的速度,以及渲染等各方面提出了很高的要求。

我們在體驗一些VR遊戲時,如果動作太快,就可能導致遊戲反應不過來,出現卡頓或者人體錯位的情況。因此,眼動追蹤想做到低延遲甚至無延遲並不容易。


畫面易抖動,且難解決偽影問題

在2017年年底,芬蘭VR創業公司Varjo發布的一款VR眼鏡盒子似乎解決了延遲的問題。我們都知道,在傳統注視點渲染中,一般會將畫面分成多個不同的解析度區域。而Varjo則另闢蹊徑,用兩塊屏幕的畫面拼接實現了注視點的最高解析度。它將一塊較大的、並且屏幕解析度比較低的OLED屏,豎直放立於後方,用來顯示注視點以外的畫面。另一塊是高解析度的OLED小屏,用來顯示注視點的高清畫面。

只是這一方案也並不完美,兩種不同屏幕之間的界限明顯,加上屏幕刷新率不同,在屏幕相接的部位,我們可以看到明顯的畫面抖動。

除此之外,谷歌也提出過兩種注視點渲染技術的解決方案,但是也有著明顯的缺點。而蘋果在今年2月底,也公布了一項8K微型顯示器注視點渲染的專利,不過究竟如何,也要等相關產品落地才能得知。

因此,我們能看到,儘管眼動跟蹤和點渲染技術具有一系列的優點,但它仍然需要我們繼續積極研究。目前還沒有消費級VR頭顯,能夠提供這方面完美的硬體/軟體解決方案。所以,Lanman對這些技術究竟有怎樣的評估,以及這些技術對於未來AR和VR頭顯的適用性如何,我們還是十分關注的。


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