眼球追踪技术可以解决虚拟现实的哪些问题? – 眼球追踪,虚拟现实,VR



VR虚拟现实模拟真实的场景,我们有机会沉浸于虚拟场景中,在虚拟环境中得到满足。而随着技术的发展,人们对VR的期望要求越来越高,只靠陀螺仪,靠头部转动来实现视角变换的交互方式已经不能为人们带来满意且惊艳的产品体验。


眼球追踪作为提升VR产品体验的一项重要环节,可以解决清晰度、沉浸感、自然交互等诸多问题。


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那么,什么是眼球追踪?


当人的眼睛看向不同方向时,眼部会有细微的变化,通过分析这些变化可以预测用户的状态和需求。


眼球追踪主要是获取眼球这些细微运动信息,来指导设备进行一系列的操作。其跟踪方式一是根据眼球和眼球周边的特征变化进行跟踪,二是根据虹膜角度变化,三是主动投射红外线等光束到虹膜来提取特征。


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可以解决虚拟现实的哪些问题?


清晰度


目前VR硬件厂商所共同面对的问题是用户的计算机硬件满足不了显示设备高清渲染的需求,在如今显示器清晰度还达不到VR标准的情况下,购置一台支持VR设备的机器就要近万元,计算机硬件不达标可谓VR普及的一大瓶颈。


为了解决这一问题,目前最被认可的方式便是结合眼球追踪的局部渲染技术。


人眼成像的过程中,中央凹视野成像清晰,只覆盖视野1°~2°,视觉敏锐度高;周边视野成像是模糊的。因此在画面渲染过程中只需要渲染中央凹视野很小的范围,对周边视野区域进行模糊渲染即可。眼球转动,高清渲染区域随着注视点的变化而变化,这样既保证了成像质量还降低了CPU负荷。


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    沉浸感

目前VR的视角变换主要靠头部转动来完成,但是研究发现人们习惯通过眼球转动观察水平±30°,垂直±12°角度范围内的画面,而不是转头。当场景与现实中的习惯相违背时,不仅沉浸感会大大折扣,还会产生眩晕。


眼球追踪技术恰好可以解决这一问题:眼球追踪与头部转动相互协作,共同控制视角变化,模拟现实中的视觉效果。通过眼部控制,来完成一些菜单操作,减少头部转动频率,让人摆脱不自然的头部操作和晃动的画面。


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成像质量


光线在穿透透镜过程中会产生折射,所以目前的VR显示设备视角边缘会产生畸变和色差。


目前有部分产品采用了以镜片中心为准的矫正方案,虽然理想状态下可以起到很好的反畸变效果,但是当人眼位置与镜片位置发生偏移时,反畸变的效果就会随之减弱。若利用眼球追踪技术,将矫正方案调整为以人眼注视中心为准而不是镜片中心为准,矫正效果也会大幅提升。


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眼球追踪技术对于VR来说就像鼠标之于操作系统,它会让产品体验更完善,使用更方便,为我们提供更清晰更真实的视觉场景,营造更真实的沉浸感,提供更有效的交互方式。参照目前VR显示方案的快速迭代,可知眼球追踪技术将会成为VR设备最不可或缺的技术模块。

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发布日期:2019年03月17日  所属分类:参考设计