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VR 未来:需要眼球追踪、光场影像等技术进步

来源:投影时代 更新日期:2016-07-08 作者:pjtime资讯组

VR 的未来:需要眼球追踪、光场影像等技术进步

    王铨彰,3Glasses首席科学家,自1997年起自主研发Yamaraja、Fly Game Engine等数款游戏引擎,并开发华人第一款万人线上游戏服务器平台,及十余款3D游戏代表作,深厚的技术功力,专精于图形运算技术,独步全球以Real-time 3D Shader呈现拟真3D人脸技术,具备与NVidia、Autodesk等多个国际大厂深度合作经验,一路见证了国内AR/VR游戏发展,为业界重量级专业人士。

VR 的未来:需要眼球追踪、光场影像等技术进步

    王铨彰在“VR技术开放日”讲授VR技术

    王铨彰表示,VR技术从很久之前就开始有了,如果做成为一个产业,VR 还是有很多挑战存在。“VR 的概念是指利用 3D 技术重建虚拟互动环境,并且是具沉浸式的环境,这样才是虚拟现实。自 1960 年就有人提出了概念,主张 VR 要是利用视角差建立一个浮空影像,且声音要立体、椅子会动,并有电风扇和香味的设计。接着陆续有人研究如何做出更便利的装置,在 1980至1990年代,NASA 也有了实验性的头盔、耳机、手套等,之后陆续发展出 VR Cave,透过半透明屏幕在四周呈现影像等。”

VR 的未来:需要眼球追踪、光场影像等技术进步

这些技术的进步让VR再次发展起来

    之后,VR 相关技术停止了,直到近年才再次起步,是什么样的原因让世界改变?王铨彰提出,在停滞的这几年间,陆续有了可以透过程式直接将影像呈现出来的GPU、可以算出拟真的材质的Shader、小又具高解析度屏幕的智能手机、让专业人员和学生都可以使用一样工具的专业引擎、小型电池、跨领域技术整合等种种因素,让 VR 技术再次发展。

VR 的未来:需要眼球追踪、光场影像等技术进步

    王铨彰在2016台北游戏开发者论坛(TGDF)

    VR 的挑战:眩晕、延迟及解决思路

    在开发 VR软体首先需要解决的问题就是“晕眩”。王铨彰介绍:“眼睛是非常敏感的部位;当头往右转的时候,脑部会接收讯号“头往右转”,告诉眼睛两边的肌肉要调整眼睛往反方向做合理的调整,让你的眼睛看到的影像是稳定的,这是“前庭眼反射”,如果没有这样的反应,人就会容易跌倒。一旦眼睛跟大脑的节奏没有跟上,身体就会产生反应,像是透过噁心、呕吐的方式提醒你,你的身体处正处在一个不正常的环境。”

    至于如何解决这些,就跟游戏的设定有关系,而在这之前也要了解晕眩有两种状况:第一,当人处在一个稳定环境,但是画面快速跑来跑去,就会有可能很不舒服,如射击游戏;如果画面与眼睛有距离,人可以很容易适应,但当画面就在眼睛前时,就会需要很长的适应力时间;第二,眼睛看到的影像没在动,可是身体却感到晃动,类似晕车、晕船的状况。

VR 的未来:需要眼球追踪、光场影像等技术进步

    3Glasses首创LCD残影消除技术

    余晕残影会影响人的感受,OLED 屏幕可以减少这样的情况,但是每个单位能放进的 pixel 数较低,颜色也较不自然;而 TFT-LCD屏幕的颜色虽然较自然,但却要特别去解决余晕残影的问题。而3Glasses开发的 VR 装置就是选用 TFT-LCD,以呈现较自然的颜色,并透过 Backlight Blinking 的技术,借由模拟 OLED的主动发光效果解决余晕残影的问题。

VR 的未来:需要眼球追踪、光场影像等技术进步

    3Glasses独创的延迟消除技术

    VR面临的第二个问题是“延迟”,程序需要透过运算将画面呈现给使用者,要如何在最短时间内呈现就是需要去考量的。而3Glasses的解决方式是“预测演算”。而要让影像在很近的屏幕上呈现给使用者,就需要借由光学系统,但同时也要考虑折射率,以整形变形的方式辅助让画面从桶形正常呈现。

    VR 的未来:需要眼球追踪、光场影像等技术进步

    王铨彰认为,未来在装置里头会有眼球追踪,可以追踪眼睛的视线目标。人的眼睛很特别,以中心视线左右的范围,不同的角度能清楚辨识的东西也不同,例如说中心视线 5 至 10 度的范围内可以容易识别字体;对眼睛的构造来说,在视线中心的影像都会比较清晰,旁边会模煳。若有了眼球追踪技术,就可以达成多解析度图像,而不像现在只能统一解析度,根据国外的研究数据,可以增加 60% 的有效分辨率。

    虚拟现实头盔蓝珀S1比同类产品多出60%有效分辨率

    另外还有光场影像,透过这个技术可以抓到光的颜色、光照射进来的角度、位置等。整体来说,虽然目前VR技术还有很多挑战,但可以持续发展。

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