只需LED无需摄像头,NVIDIA公布轻量级VR眼球追踪方案

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虽然眼球追踪方案在VR中拥有极高的优势,除了直观的眼神交互具备自然和快速等特性外,眼球追踪还可用于改善图形渲染能力,降低对显卡的依赖等,好处多多。但即便到现在,眼球追踪并没有成为VR中的主流技术,当然也受到成本和设备体积等众多因素影响。

NVIDIA轻量级VR眼球追踪方案

据青亭网了解,为了进一步降低VR眼球追踪模组的成本,让这项技术变得更加普及,NVIDIA作为计算机图形显卡制造商,其也在参与多项VR项目,例如此前的VRS、和VRSS。

关于眼球追踪技术,NVIDIA提到:现阶段眼球追踪技术存在很大的挑战:

  • 1,传统眼球追踪技术依赖于成像技术,这对设备功耗要求很高,不适用于VR一体机等移动平台;
  • 2,成像设备往往需要复杂的软件体系,这也会额外增加GPU压力;
  • 3,传统眼球追踪使用高分辨率图像,会在捕捉、通讯传输、和图像处理等方面存在延迟。

NVIDIA研发小组公布了一套眼球追踪模组的论文,其特点是降低硬件和软件复杂性,从而实现低成本、低功耗(同时带来发热量更低)、计算量低的优势。和其它基于摄像头的方案不同,NVIDIA眼球追踪方案采用一圈红外LED用于向眼镜投射光线,无需摄像头捕捉,而是通过LED光线感知能力实现。

据悉,这套方案的核心就是LED。我们平时可能会认为LED是一种发光设备,但LED实际上具有双向性,即:即可发光,也可感光。采用LED的优势就是,成本低廉、且可选颜色种类很多,而且无需定制电路模组就能进行控制

NVIDIA轻量级VR眼球追踪方案

原理方面,其通过将高刷新率的红外光线从不同角度投射到用户眼睛,同时用感光LED从多个角度检测眼睛反射红外光的强度,结合其自适应监督模型,从而计算出人眼在VR显示图像中注视的区域。据悉,这也是首个采用LED作为感光系统的眼球追踪方案。

根据NVIDIA表示:这套方案是目前体积最小,成本最低的眼球追踪方案。论文中公布了两套原型方案。

整套系统包括1台智能手机、2个微控制器和少量LED灯组,运行时智能手机屏幕上可实时显示VR佩戴者眼球注视的区域。

细节方面,第一套原型机单眼追踪模组共有9个LED灯组,其中3个红外LED、6个LED感光模组;第二套原型机单眼共有6个LED,这6个LED均可作为光源,也均支持感光。这也是利用了LED的双向特性,可以同时发光和感光

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目前处于原型阶段,技术商用还有一段距离。目前,NVIDIA表示该方案LED中测量误差为0.7度,平均误差1.1度;而目前主流的基于摄像头的方案平均误差0.5度,精度较高,因此存在一些差距。

关于其它局限和不足,NVIDIA表示:由于LED感光性相对没有那么精准,因此暂时不适合对于经确定要求较高的VR应用,例如:阅读研究、神经和心理研究等场景;同时和基于摄像头的方案相比,这套LED方案需要更多前期校准工作,初始适配阶段较长;在用户快速移动中如果头显和眼睛位置发生相对位移,也会导致一定误差。

综合来看,NVIDIA这套LED眼球追踪方面就是面向移动VR设备而来,其特点很明确,低功耗、低发热量、低运算量,这也给未来VR一体机中搭载眼球追踪技术提供了极大的可能性。

尤其是不少人期待的下一代Oculus Quest,在功能性方面下一代VR一体机势必会将VR体验提升到一个新的层级。

参考:arvixVentureBeat

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