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VR 延迟 眩晕

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VR 延迟 眩晕

 

从转动头部到转动画面的延迟

定位器/传感器采集运动数据-

有线/无线传输回主机内存-

去噪,过滤,9轴数据转换为四元数-

游戏引擎/CPU更新逻辑,渲染视口-

由驱动提交至显卡渲染场景-

反畸变,反色散-

画面传输至显示端,像素颜色切换

 

VR眩晕解决方案总结

1. 低延迟技术
很重要的一个指标是从转动头部到转动画面的延迟。
头动和视野的延迟不能超过19.3ms,不然就会出现眩晕。
19.3ms如何得到:
2. 添加虚拟参考物

普杜大学计算机图形技术学院的研究人员去年就发现,只要在 VR 场景中加一个虚拟的鼻子,就能解决头晕等问题。研究人员在各种虚拟场景中对 41 名参与者进行了测试,一部分人会有虚拟鼻子,一部分没有。结果发现,有鼻子的人都能保持更长时间的清醒。

研究人员称,之所以能产生治晕的效果,可能是因为人需要一个固定的视觉参照物,所以就算在 VR 中加入一个汽车仪表盘,也能产生相同的效果。

那么问题来了,加个鼻子,是不是会影响对虚拟世界的体验呢?别担心,因为在测试中,参与者竟然都没发现有个鼻子在那!他们在玩游戏的时候太沉迷了,以至于完事后,人家跟他们说有个鼻子,他们还不信!其实在现实生活中,如果我们留意一下也能看到自己的鼻子,只是已经习惯了就没发现。但我们感官系统能意识到鼻子的存在,毕竟身体还是很老实的。 
研究人员还将他们的发现告诉了Oculus VR的首席技术官John Carmack,他说从没听过这种神奇的事,要好好研究下。
3. 电前庭刺激

目前国外正有一家名叫vMocion 的公司,打算利用梅奥医学中心的航空航天医学和前庭研究实验室花费 10 多年研究的技术去解决这个问题。这项技术名为电前庭刺激(GVS),将电极放在策略性位置(每只耳朵后要放置两个电极,一个在前部,一个在颈背),追踪用户内耳的感知运动,并将视野范围的运动触发成GVS同步指令,刺激产生三维运动。如果行得通的话,它可以让用户完全沉浸在当前的环境中,真正感觉在自己驾驶的宇宙飞船在俯冲或转弯。
4. 调节镜片之间的距离

在最原始的“手机盒子”中大家其实并没有考虑到这一点,大家考虑更多的只是怎样适配不同近视的用户(有些盒子连这都没考虑),记得应该是三星首先利用了滑轮调节镜片之间距离的设计,可以自由调节两个镜片之间的距离。另外,也有方案显示可以通过蓝牙控制器等调节画面的中心点。从而保证画面中心、镜片中心、人眼中心三点一线。避免重影,避免晕眩。
5. 光场摄影

一个光场快照可以在图片获取后给照片进行聚焦、曝光、甚至调整景深。 它不仅仅记录落在每个感光单元所有光线的总和, 光场相机还旨在测定每个进入的光线强度和方向。有了这些信息, 您就可以生成不只是一个, 而是每一个在那一刻进入相机视野的可能的图象。例如,摄影师常常会调整相机的镜头,以便对面部进行聚焦,刻意模糊背景。也有人想要得到模糊的面部,背景要十分清晰。有了光场摄影,同一张照片,你可以获得任何效果。

目前在这方面做得最好的Magic Leap。Magic Leap做的不是在显示屏上显示画面,而是直接把整个数字光场投射到使用者的视网膜上,从而可以让使用者可以根据人眼的聚焦习惯自由地选择聚焦的位置,以准确的虚实结合模拟人眼的视觉效果。根本不用提及刷新率和分辨率等问题,Magic Leap从另一个方向,用另一种方法一下解决了所有问题。
6. 反畸变矫正
7. 异步时间扭曲技术ATW

8. Front Buffer Rendering, 或者叫Direct Mode

参考自:

VR 延迟 眩晕

 

从转动头部到转动画面的延迟

定位器/传感器采集运动数据-

有线/无线传输回主机内存-

去噪,过滤,9轴数据转换为四元数-

游戏引擎/CPU更新逻辑,渲染视口-

由驱动提交至显卡渲染场景-

反畸变,反色散-

画面传输至显示端,像素颜色切换

 

VR眩晕解决方案总结

1. 低延迟技术
很重要的一个指标是从转动头部到转动画面的延迟。
头动和视野的延迟不能超过19.3ms,不然就会出现眩晕。
19.3ms如何得到:
2. 添加虚拟参考物

普杜大学计算机图形技术学院的研究人员去年就发现,只要在 VR 场景中加一个虚拟的鼻子,就能解决头晕等问题。研究人员在各种虚拟场景中对 41 名参与者进行了测试,一部分人会有虚拟鼻子,一部分没有。结果发现,有鼻子的人都能保持更长时间的清醒。

研究人员称,之所以能产生治晕的效果,可能是因为人需要一个固定的视觉参照物,所以就算在 VR 中加入一个汽车仪表盘,也能产生相同的效果。

那么问题来了,加个鼻子,是不是会影响对虚拟世界的体验呢?别担心,因为在测试中,参与者竟然都没发现有个鼻子在那!他们在玩游戏的时候太沉迷了,以至于完事后,人家跟他们说有个鼻子,他们还不信!其实在现实生活中,如果我们留意一下也能看到自己的鼻子,只是已经习惯了就没发现。但我们感官系统能意识到鼻子的存在,毕竟身体还是很老实的。 
研究人员还将他们的发现告诉了Oculus VR的首席技术官John Carmack,他说从没听过这种神奇的事,要好好研究下。
3. 电前庭刺激

目前国外正有一家名叫vMocion 的公司,打算利用梅奥医学中心的航空航天医学和前庭研究实验室花费 10 多年研究的技术去解决这个问题。这项技术名为电前庭刺激(GVS),将电极放在策略性位置(每只耳朵后要放置两个电极,一个在前部,一个在颈背),追踪用户内耳的感知运动,并将视野范围的运动触发成GVS同步指令,刺激产生三维运动。如果行得通的话,它可以让用户完全沉浸在当前的环境中,真正感觉在自己驾驶的宇宙飞船在俯冲或转弯。
4. 调节镜片之间的距离

在最原始的“手机盒子”中大家其实并没有考虑到这一点,大家考虑更多的只是怎样适配不同近视的用户(有些盒子连这都没考虑),记得应该是三星首先利用了滑轮调节镜片之间距离的设计,可以自由调节两个镜片之间的距离。另外,也有方案显示可以通过蓝牙控制器等调节画面的中心点。从而保证画面中心、镜片中心、人眼中心三点一线。避免重影,避免晕眩。
5. 光场摄影

一个光场快照可以在图片获取后给照片进行聚焦、曝光、甚至调整景深。 它不仅仅记录落在每个感光单元所有光线的总和, 光场相机还旨在测定每个进入的光线强度和方向。有了这些信息, 您就可以生成不只是一个, 而是每一个在那一刻进入相机视野的可能的图象。例如,摄影师常常会调整相机的镜头,以便对面部进行聚焦,刻意模糊背景。也有人想要得到模糊的面部,背景要十分清晰。有了光场摄影,同一张照片,你可以获得任何效果。

目前在这方面做得最好的Magic Leap。Magic Leap做的不是在显示屏上显示画面,而是直接把整个数字光场投射到使用者的视网膜上,从而可以让使用者可以根据人眼的聚焦习惯自由地选择聚焦的位置,以准确的虚实结合模拟人眼的视觉效果。根本不用提及刷新率和分辨率等问题,Magic Leap从另一个方向,用另一种方法一下解决了所有问题。
6. 反畸变矫正
7. 异步时间扭曲技术ATW

8. Front Buffer Rendering, 或者叫Direct Mode

参考自:

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