@ 2016.07.25 , 14:00

英伟达的眼球追踪技术将带来VR革命

#感谢 noahlin 童鞋投递译稿

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抬头看看你墙上的钟,你视线的焦点应该在钟上,而钟周围被模糊了,就好像你的大脑在给你的四周打草稿一样,或者用计算机图形学术语:在显示低分辨率的场景。

英伟达(Nvidia)正在应用同样的技巧来显示虚拟现实。并且这能显著提升虚拟世界的真实感。在更小的区域提高图形显示精度,这能够敏锐地提升人们看到的图像。

达芬奇是第一个注意到这一视觉现象的人,在15世纪,这被称为凹视觉(foveal vision)。大卫·吕布克(David Luebke)与另外四个英伟达的研究者花费了九个月在VR中模拟这个现象,仅仅对玩家视觉集中的地方显示高精度的图像,而其他区域只显示低精度的。

通过英伟达的凹视觉技术显示这个虚拟场景,它追踪使用者的视线,模糊视线周边的视觉:

当玩家在使用英伟达VR设备的时注意到一个场景的新区域,眼球追踪软件自然地改变聚焦的位置。为了达到90帧每秒的速率以防止先前报道的眩晕现象,整个VR场景里的四百万像素必须每秒计算一百次以上。但是如果只在玩家的视线焦点进行高精度计算,就能够剩下大量的计算。“难以忽略这样明显的性能提升,”吕布克说。

这种技术在VR领域并不新鲜。确实,Kickstarter上的Fove头戴设备使用了相似的系统。吕贝克花费了15年研究这一领域,自弗吉尼亚大学的教授一直来到英伟达当研究员。之前的研究一直苦于跟不上人类快如鞭的眼球运动速度,当使用者快速切换视线,比如从场景的左边到右边,就会产生令人反胃的副作用。一项来自SensoMotoric Instruments的新VR眼球追踪系统原型在250 Hz频率下工作,能够准确不延迟地追踪眼球。“终于我们有了可以跑过你的眼球的追踪器,”吕布克解释道。

即使有了这个本事,英伟达的团队还需要花费大量的时间计算场景焦点周边的图像精度可以低到什么程度,刚刚好不被使用者发现。“焦点周边视觉很容感测到闪烁,”吕布克解释说,“这能帮我们看见森林里面的老虎。”

因此,任何因为精度降阶产生的闪烁都令人不安。比如,如果焦点周围变得太模糊,就会产生隧道视觉(tunnel vision effect),就好像观者是通过望远镜看到的一样。“你会感到有什么不一样,即使你指不出是什么,”吕布克说。

为了解决这个问题,英伟达的研究员们发现如果他们降低图像精度的同时增加焦点周围场景的对比度的话,就完全可以骗过人脑了。

尽管英伟达没有使用这种技术的产品,这家给众多VR公司提供软硬件的厂商希望这项发现能够鼓励大部分头戴设备制造商考虑在未来加入眼球追踪器。“我们所做的,一部分就是为了定义VR的发展方向,”吕布克说。

这一科技不太可能出现在VR之外,比如不会在笔记本上,因为追踪器离人脸太远的话就会效率低下。与VR一起,追踪器就离眼球几厘米远,相对的,就是极好的搭配。这技术可能会影响英伟达的未来的显卡研发,让开发者有机会优先处理焦点处的图像计算,重新设计图形显示的算法。

本文译自 technologyreview,由译者 投稿 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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