在虚拟现实(VR)技术的蓬勃发展的世界中,为用户提供对虚拟环境中无限空间和自然行走能力的现实感知仍有挑战。一支计算机科学家们通过利用自然人类现象来解决这一问题的新方法:眼睛眨眼。
由于眼睛眨眼和扫视,所有人类在正常情况下,所有人类都在功能上盲目的约10%,在两个点或物体之间快速移动。眼睛眨眼是所谓的“变化失明”的常见和自然原因,这表明人类无法注意到视觉场景的变化。在眼睛上闪烁并更换失明,该团队设计了一种新的计算系统,这些计算系统在这些自然实例中有效地将用户重定向到虚拟环境中,所有这些都具有未检测到的相机运动来提供方向重定向。
“以前的RDW(重定向行走)技术在用户行走时持续旋转。但不引人注意的轮换数量是有限的,”该研究的主要作者、汉堡大学的博士候选人艾克·朗本(Eike Langbehn)指出。“这就是为什么我们需要正交方法——当用户不关注视觉效果时,我们添加了一些额外的旋转。当我们得知人类因为眨眼而在功能上失明一段时间后,我们想,“为什么我们不在眨眼的时候进行重定向呢?”’”
虚拟现实用户的观看行为,包括固定(以绿色)和扫视(以红色为单位)。眨眼完全抑制了视觉感知。信用:Eike Langbehn
人眼眨眼大约每分钟10到20次,大约每4到19秒。利用这个窗口机会让人类无法探测的主要运动变化的,而在虚拟研究环境研究人员发明了一种方法同步计算机图形渲染系统,这种视觉过程,并引入任何有用的运动虚拟场景的变化来提高整体用户的虚拟体验。
研究人员的实验表明,在眨眼期间,在没有用户甚至注意到的情况下,可能在眨眼间,可能的相机旋转为2到5度和4至9cm的翻译。他们在VR头戴式显示器中跟踪测试参与者的眼睛闪烁。在一个确认的研究中,团队验证,参与者无法可靠地检测,其中两个眼睛中的哪一个眨眼时,他们的观点在行走VR弯曲路径时被操纵。测试依赖于无意识的自然眼闪烁,但研究人员说眨眼期间的重定向可以有意识地进行。由于用户可以在没有多大努力的情况下有意识地眨眼,因为眼睛闪烁提供了巨大的潜力,以便在其方法中被用作故意触发。
该团队将在8月12-16日于不列颠哥伦比亚省温哥华举行的2018年SIGGRAPH上展示他们的工作。年度会议和展览展示了世界领先的专业人士,学者,和创新头脑在计算机图形和交互技术的前沿。
Langbehn指出:“RDW是一个巨大的挑战,因为目前的技术仍然需要太多的空间来实现在VR中无限行走。“我们的工作可能有助于减少空间,因为我们发现,眨眼时可能会有多达5度的不明显旋转。这意味着我们可以将RDW的性能提高约50%。”
该团队的研究结果可以与其他VR研究相结合,比如新型转向算法、改进的路径预测和扫视过程中的旋转等。未来的某一天,这些技术可能会让消费者虚拟现实用户走出他们的客厅。
Langbehn合作了与汉堡大学弗兰克·斯坦的工作,Markus Lappe of Muenster,Gregory F.佛罗里达大学韦尔奇,佛罗里达州中部大学Gerd Bruder。对于完整的纸张和视频,请访问团队的项目页面。
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