只需LED無需攝像頭,NVIDIA公布輕量級VR眼球追蹤方案

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雖然眼球追蹤方案在VR中擁有極高的優勢,除了直觀的眼神交互具備自然和快速等特性外,眼球追蹤還可用于改善圖形渲染能力,降低對顯卡的依賴等,好處多多。但即便到現在,眼球追蹤并沒有成為VR中的主流技術,當然也受到成本和設備體積等眾多因素影響。

NVIDIA輕量級VR眼球追蹤方案

據青亭網了解,為了進一步降低VR眼球追蹤模組的成本,讓這項技術變得更加普及,NVIDIA作為計算機圖形顯卡制造商,其也在參與多項VR項目,例如此前的VRS、和VRSS。

關于眼球追蹤技術,NVIDIA提到:現階段眼球追蹤技術存在很大的挑戰:

  • 1,傳統眼球追蹤技術依賴于成像技術,這對設備功耗要求很高,不適用于VR一體機等移動平臺;
  • 2,成像設備往往需要復雜的軟件體系,這也會額外增加GPU壓力;
  • 3,傳統眼球追蹤使用高分辨率圖像,會在捕捉、通訊傳輸、和圖像處理等方面存在延遲。

NVIDIA研發小組公布了一套眼球追蹤模組的論文,其特點是降低硬件和軟件復雜性,從而實現低成本、低功耗(同時帶來發熱量更低)、計算量低的優勢。和其它基于攝像頭的方案不同,NVIDIA眼球追蹤方案采用一圈紅外LED用于向眼鏡投射光線,無需攝像頭捕捉,而是通過LED光線感知能力實現。

據悉,這套方案的核心就是LED。我們平時可能會認為LED是一種發光設備,但LED實際上具有雙向性,即:即可發光,也可感光。采用LED的優勢就是,成本低廉、且可選顏色種類很多,而且無需定制電路模組就能進行控制

NVIDIA輕量級VR眼球追蹤方案

原理方面,其通過將高刷新率的紅外光線從不同角度投射到用戶眼睛,同時用感光LED從多個角度檢測眼睛反射紅外光的強度,結合其自適應監督模型,從而計算出人眼在VR顯示圖像中注視的區域。據悉,這也是首個采用LED作為感光系統的眼球追蹤方案。

根據NVIDIA表示:這套方案是目前體積最小,成本最低的眼球追蹤方案。論文中公布了兩套原型方案。

整套系統包括1臺智能手機、2個微控制器和少量LED燈組,運行時智能手機屏幕上可實時顯示VR佩戴者眼球注視的區域。

細節方面,第一套原型機單眼追蹤模組共有9個LED燈組,其中3個紅外LED、6個LED感光模組;第二套原型機單眼共有6個LED,這6個LED均可作為光源,也均支持感光。這也是利用了LED的雙向特性,可以同時發光和感光

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目前處于原型階段,技術商用還有一段距離。目前,NVIDIA表示該方案LED中測量誤差為0.7度,平均誤差1.1度;而目前主流的基于攝像頭的方案平均誤差0.5度,精度較高,因此存在一些差距。

關于其它局限和不足,NVIDIA表示:由于LED感光性相對沒有那么精準,因此暫時不適合對于經確定要求較高的VR應用,例如:閱讀研究、神經和心理研究等場景;同時和基于攝像頭的方案相比,這套LED方案需要更多前期校準工作,初始適配階段較長;在用戶快速移動中如果頭顯和眼睛位置發生相對位移,也會導致一定誤差。

綜合來看,NVIDIA這套LED眼球追蹤方面就是面向移動VR設備而來,其特點很明確,低功耗、低發熱量、低運算量,這也給未來VR一體機中搭載眼球追蹤技術提供了極大的可能性。

尤其是不少人期待的下一代Oculus Quest,在功能性方面下一代VR一體機勢必會將VR體驗提升到一個新的層級。

參考:arvixVentureBeat

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