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[导读] 多年以前,一个叫做头戴显示的技术(HMD),开启了从真实世界去感知虚拟世界的途径,其中包括两项很重要的人机交互技术:虚拟现实(VR)和增强现实(AR)。现今,不管是VR还是AR,都非常强调用户的

多年以前,一个叫做头戴显示的技术(HMD),开启了从真实世界去感知虚拟世界的途径,其中包括两项很重要的人机交互技术:虚拟现实(VR)和增强现实(AR)。现今,不管是VR还是AR,都非常强调用户的交互性,因此自然也离不开各式各样的传感器。与智能手机等传统硬件对比,VR/AR产品同样集成了视觉传感、体感识别、眼球追踪、触觉反馈等等一系列对周围环境感知,并进而对用户形成动作反馈,完成用户视觉、听觉、触觉、嗅觉等全部的人体感知体验。小编今天就给大家讲讲在VR眼球追踪技术上,小而美的一些初创公司带给我们如何的惊喜。

一、七鑫易维VR眼球追踪模组——aGlass

七鑫易维眼球追踪模组aGlass

七鑫易维,据说是全球最早做到Full FOV Tracking的眼球追踪技术公司。在去年11月2日的时候,发布了全球首款VR眼球追踪模组aGlass。

VR行业发展的痛点很多,其中影响较大的因素之一就是对高清视频的渲染。现阶段,VR界对高清视频只能做到局部渲染,并且要求硬件配置很高,下面以Oculus Rift视频渲染为例子:用户需要配备1000美金以上的计算机才能正常运行, Nvidia GeForce 970或AMD Radeon 290显卡的成本就达300美金,而这仅仅只是渲染1k分辨率的视频。目前,VR结合眼球追踪进行局部渲染技术是解决VR硬件配置价格高一个非常好的方案。七鑫易维发布的这套眼球追踪模组aGlass,拥有注视点渲染的技术特性,可以使得在同等硬件性能条件下,使渲染效率提高7倍以上,节省87%的像素数据量。

同样的,aGlass还拥有“全场视角追踪、高精度、低延迟”等技术优势,还支持视力矫正镜片,近视客户可配备适合自己的镜片;免工具拆装,使用简易便捷; 100-380 Hz的刷新率,适应各种使用情况。

目前,眼球追踪模组aGlass已支持HTC Vive、Oculus Rift等VR头戴产品,用于提升用户的VR体验。

眼控瞄准(飞行类游戏)

眼球追踪模组aGlass技术解析:

1.全视场角追踪 垂直30°,水平50°,覆盖FOV大于110°的主流VR设备,追踪范围广,可以无死角覆盖整个VR显示屏幕,在国际范围内都属首创。

2.高精度低延迟 在VR游戏中,对眼控操作的精确度和实时性要求非常高,目前我们的追踪速度可达240Hz,延迟低于5ms。

3.防抖追踪算法 VR设备使用时需要佩戴在头上,大部分VR应用都需要头部运动的配合,头动会造成VR设备和眼睛的相对位移,这种状态下获得的眼动数据无疑对硬件和算法有很大的挑战。我们通过精确的防抖算法,用户在使用的过程中即使头动也不会影响眼球追踪的精度。

已运用眼球追踪模组aGlass的HTC Vive消费级头盔

二、Fove被动式眼球追踪技术

Fove VR

早在2014年,随着当时三星Gear VR推出,基于虚拟现实技术的产品也在市场上也越来越多。位于位于东京的初创公司Fove也想藉此火上一把,当时结合公司原有资源,顺势推出了Fove VR头盔。据悉,Fove VR是全球第一款使用眼球追踪技术的消费级显示设备。

与其他虚拟现实(VR)头盔相通之处,两者都拥有3D立体画面显示、配备头部运动追踪功能,不同的是,Fove VR首创了VR界眼球追踪技术,例如在游戏体验中,Fove VR可以方便游戏玩家通过追踪双眼视线移动位置,而直接以视线瞄准游戏中的人物角色。

Fove VR眼球追踪实现原理:在Fove VR头显镜片的下方,嵌入了两个红外摄像头,设备可以根据反射光线计算眼睛的倾斜角度,从而追踪用户瞳孔活动。目前,还需要进行视线校准,戴上头显后,需要跟随屏幕上的白点移动下。

Fove VR拥有360度视角,结合了眼球和头部位置追踪,定位传感等技术,让用户可以用眼睛控制显示器。在其他虚拟现实世界中,所有的景像都很清晰,但FOVE VR能追踪用户的视点,然后让图像处理引擎调整焦点,在虚拟世界中实现景深效果。

据悉,Fove VR使用了非干扰性红外眼球追踪技术,延时低,精确度高,也不会干扰用户视觉。Fove VR这项技术让使用者在画面中精确定位目标,并能立即进行锁定,相比使用鼠标键盘操作起来也会更加便捷。

Fove VR显示器技术规格

Fove VR市场上的主要竞争对手包括Oculus Rift和索尼PS VR,Fove并不会直面与它们进行竞争,而是展开更大的虚拟现实市场,同样,有传Fove与微软进行合作,把该技术整合在微软Xbox硬件中。

三、SMI公司“注视点渲染技术”

“注视点渲染技术”模拟人眼对焦情况

在2016年初CES展会上,专注跟踪人眼技术公司SMI给我们展示了一种模拟人类视觉的“注视点渲染技术”,把虚拟现实的视觉技术推向一个具有划时代意义的新高度。 据悉,“注视点渲染技术”通过模拟人眼视物的对焦情况,对视野画面中的视觉中心、视觉边缘和中间过渡区分别进行100%、20%和60%的分辨率的渲染,以减少VR硬件的运算量。

“注视点渲染技术”能够运用当今的GPU、CPU技术做出非常逼真渲染的体验。这项技术恰好利用人类视觉来简化需要渲染到屏幕的内容。在凝视聚焦的画面中央,也就是视网膜中心的部分,画面会很清晰,“注视点渲染技术”利用低延迟眼部追踪跟踪人眼的中央凹,只渲染用户聚焦的图像的全分辨率。这样做的目的是,大幅减少了电脑渲染的内容,同时能让硬件实现更好的性能。

针对渲染分辨率达不到人眼速率上,SMI使用低延时程序,配合250Hz刷新率摄像头,让“注视点渲染技术”在速率上也达到了精确于跳式眼球的测量标准。

在会上,SMI“注视点渲染技术”只展示结合到Oculus Rift DK1和DK2升级套件中的眼部跟踪,但今后可能还会改变。SMI方面表示,“基于目前的VR技术尚且无法实现‘注视点渲染技术’,在第二代的虚拟现实头显中,所有产品将有望结合眼球追踪技术为用户提供更好的沉浸式体验。”

结合SMI公司注视点渲染技术的Oculus Rift DK2

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