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La tecnologia Eye-Tracking di Nvidia potrebbe rivoluzionare la realtà virtuale
Guarda un orologio su un muro vicino. Il punto focale del tuo sguardo dovrebbe essere a fuoco, mentre la scena è sfocata 24 ore su 24, come se il tuo cervello stesse disegnando l'ambiente circostante o, in termini di computer grafica, riproducendo una versione a bassa risoluzione della scena.
Nvidia sta applicando lo stesso trucco per il rendering della realtà virtuale e potrebbe aiutare a migliorare significativamente il realismo dei mondi virtuali. Concentrando la potenza di rendering grafico su un'area più piccola, è possibile rendere più nitida l'immagine che una persona vede.
Leonardo da Vinci fu il primo a notare questo fenomeno visivo, chiamato visione foveale, nel XV secolo. David Luebke , insieme ad altri quattro ricercatori di Nvidia, ha trascorso gli ultimi nove mesi tentando di imitare il principio in VR rendendo completamente solo l'area specifica in cui sta guardando un giocatore e lasciando il resto della scena a una risoluzione molto più bassa.
Questa scena virtuale è stata renderizzata utilizzando l'approccio di visione foveale di Nvidia, che traccia il focus dello sguardo dell'utente e offusca la visione periferica attorno ad esso.
Quando il giocatore che utilizza il sistema Nvidia si concentra su una nuova area della scena, il software di eye-tracking sposta il focus del rendering in natura. Per rendere una scena completa in VR a 90 fotogrammi al secondo, il frame rate più basso accettabile in VR prima che gli utenti inizino a segnalare sensazioni di nausea, è necessario renderizzare quattro milioni di pixel a quasi cento volte al secondo. Ma concentrando il rendering solo sulla linea di vista del giocatore, è possibile ottenere enormi risparmi computazionali. I guadagni in termini di prestazioni sono troppo grandi per essere ignorati, afferma Luebke.
Il principio non è nuovo nella ricerca sulla realtà virtuale. 'Il principio non è nuovo nella ricerca sulla realtà virtuale. In effetti, il visore Fove supportato da Kickstarter utilizza un sistema simile (vedi 'Punta, fai clic e spara nella realtà virtuale con i tuoi occhi'). Luebke ha trascorso gran parte degli ultimi 15 anni a studiare la zona, prima mentre era professore all'Università della Virginia e ora a Nvidia. In precedenza, tuttavia, la tecnologia di tracciamento oculare ha lottato per tenere il passo con la velocità della frusta dei movimenti oculari umani, causando un effetto di latenza da far ribollire lo stomaco quando un utente passa, ad esempio, dal lato sinistro di una scena a quello destro. Un nuovo prototipo di display VR eye-tracking di Strumenti SensoMotori è in grado di eseguire un eye-tracking accurato ea bassa latenza a 250 Hertz. Per la prima volta abbiamo eye-tracker che non puoi superare con i tuoi occhi, spiega Luebke.
Anche con questa capacità, il team di Nvidia aveva bisogno di dedicare molto tempo a calcolare esattamente quanto poteva abbassare la risoluzione della periferia di una scena prima che lo spettatore se ne accorgesse. La visione periferica è molto efficace nel rilevare lo sfarfallio, spiega Luebke. È usato per aiutarci a vedere le tigri nei boschi.
In quanto tale, qualsiasi sfarfallio del degrado è sconcertante. Allo stesso modo, se la periferia diventa troppo sfocata, può creare un effetto di visione a tunnel, come se lo spettatore stesse guardando attraverso un binocolo. Puoi dire che qualcosa non va, anche se non sai esattamente cosa, dice Luebke.
Per risolvere il problema, i ricercatori di Nvidia hanno scoperto che se aumentano il contrasto della scena periferica abbassando la risoluzione, la mente umana viene completamente ingannata.
Sebbene Nvidia non abbia prodotti in produzione che facilitino la tecnica, l'azienda, che fornisce hardware e software per molte aziende di realtà virtuale, spera che le sue scoperte incoraggeranno i principali produttori di cuffie a includere eye-tracker nei loro futuri display montati sulla testa. Parte di ciò che stiamo facendo qui è aiutare a definire le regole della strada per la realtà virtuale, afferma Luebke.
È improbabile che la tecnologia appaia al di fuori della realtà virtuale, ad esempio nei laptop, poiché gli eye tracker diventano molto meno efficienti quanto più sono lontani dal viso. La realtà virtuale, dove il tracker si trova a pochi centimetri dall'occhio, offre invece l'abbinamento ideale. La tecnologia avrà probabilmente un impatto sulle future schede grafiche dell'azienda, offrendo agli sviluppatori l'opportunità di dare la priorità all'elaborazione computazionale su pixel specifici e ridefinire gli algoritmi di rendering.