为什么说注视点渲染对第二代消费者VR头显至关重要?

2022年10月26日21:15:11为什么说注视点渲染对第二代消费者VR头显至关重要?已关闭评论


    为什么说注视点渲染对第二代消费者VR头显至关重要?
    VR进入消费者领域已经三年了,但VR技术仍处于第一代。尽管在近距离视觉领域已经有了些许提高,但阻碍下一代硬件的瓶颈仍然存在。
    这一瓶颈就是(良好的)注视点渲染的发展。
    分辨率与FOV:基础难题
    如今大部分消费级VR头显的视场角都大约能达到水平视角100度。但是如果VR需要更加沉浸的效果,那么人类的视角需要增加到210度。但是目前的头显分辨率都还不够好,依然存在肉眼就能看见像素块、小型文本无法阅读的问题。
    有效改善这些规格的基本难题在于视场越宽,角分辨率就越低。角度分辨率是每度的像素数量——这就是我们实际感知显示器分辨率的方式。这就是为什么你的电视远远看起来效果很棒,但近看细节就不行。
    为什么说注视点渲染对第二代消费者VR头显至关重要?
    Oculus Connect3大会上的图表
    在同一显示器中,200度头显的角度分辨率只有100度。这意味着显示器具有两倍像素数量,覆盖整个人类视觉范围,获得的细节效果仍然和如今的头显差不多。
    达到所需分辨率要求的显示面板将很快出现,这只不过是时间问题。问题在于如何让图形硬件在图形到达时实际驱动这些图形。
    即使仅让视场和角分辨率仅增加50%,所需驱动的像素数大约是当前VR驱动数量的4倍。目前唯一能在现有游戏中以完全性能运行这种头显的GPU是英伟达泰坦RTX——显然是不切实际的。
    那么如果头显的视场角达200度和角分辨率也是目前的两倍呢?那么图形硬件在每秒驱动数十次16倍的像素数。目前还没有GPU可以处理这样的任务,并且按照目前的进展速度,可能需要五年后才能出现,这意味着这款硬件可能要等到10年后才能用得起。
    注视点渲染救援
    阻碍下一代硬件发展的瓶颈有一个解决方案。人眼只有在中心区域才是高分辨率。当你环顾房间时,你会注意到只有正在注视的物体才是高细节的,中心区域周围的一切都没有那么清晰。但“中央凹区域”只有3度宽。
    VR头显可以利用这一点,对直接注视区域以高分辨率渲染,而周围的其他区域都可以以低得多的分辨率渲染。这称为注视点渲染,并且使更高分辨率的显器成为可能。反过来,这也应该能够达到更广泛的视场角。
    注视点渲染依赖于眼动追踪。其实眼动追踪需要达到完美的程度。否则,环顾四周就会有细节分散注意力。并非所有的注视点渲染解决方案都是一样的。眼动追踪越完美,渲染效率就越高。
    案例研究:小派Pimax
    小派Pimax 8K和5K头显提供了对注视点渲染需求的案例研究。这两款头显提供单眼2560×1440的分辨率,视场角可达170度。
    尽管Pimax最初声称头显可以在英伟达GTX 1070显卡上运行,但后来改变了调整,认为GPU不够用。
    为什么说注视点渲染对第二代消费者VR头显至关重要?
    资讯科技网站Tom's Hardware最近使用售价700美元的RTX 2080对Pimax头显进行了基准测试。虽然它们能够顺利地运行像《Space Pirate Trainer》这样的简单游戏,但玩诸如《亚利桑那阳光(Arizona Sunshine)》和《Serious Sam VR》这样的游戏就需要将视场角降低到120°并将分辨率调低。
    Pimax计划在今年晚些时候为其头显发布一款眼动追踪附件,该公司声称该附加功能将支持注视点渲染。
    到底什么叫“一代”呢?
    “一代”纯粹上是语义上的定义。在游戏机世界中,一代代表着实质性的改进,并且大约每五年发生一次。但在智能手机领域,“一代”的含义是每一年。
    为什么说注视点渲染对第二代消费者VR头显至关重要?
    新一代VR意味着规格的大幅改进和新功能的增加。在我看来,轻微的分辨率增加并不代表着新一代的出现。当下一代VR真正来临时,不会有任何关于言符其实的问题。
    检测VR是否进行世代更替的一个好办法就是,只在圣诞节访问的远方表亲试用你的新头显时,他们有没有注意到新头显与去年圣诞节的旧头显的区别?他们不太可能注意到小规格调整,但他们会注意到显著的改进和增加的新功能。
    何时能够用上?
    在今年1月的CES2019大会上,HTC宣布了Vive Pro Eye ——也就是新版的Vive Pro,增加了眼动追踪功能。Vive Pro Eye成为市场上首批带有注视点渲染的头显之一。
    为什么说注视点渲染对第二代消费者VR头显至关重要?
    Vive Pro Eye的视场角并没有比其他头显更宽,相反,它使用超级采样。在超级采样的区域用比显示器高的分辨率进行渲染,从而得到少(或无)叠影的高质量图像。但这一结果是取决于眼动追踪的质量还是其他无关的原因,尚不清楚。
    在10月份的Oculus Connect 5大会上,Facebook展示了他们在注视点渲染方面取得的进展。 该公司首席VR研究员迈克尔·阿布拉什(Michael Abrash)展示了一种利用机器学习填补低分辨率区域的新方法,让一个微小的中心凹区域成为可能。Abrash展示只需要5%的显示器分辨率的就能够进行渲染,节省了20倍。阿布拉什称渲染的结果在视觉上与VR中的正常渲染“难以分辨”。
    阿布拉什最后预测这项技术将在四年内完成,也就是2022年的时候。基于阿布拉什在过去的Oculus Connects大会中的其他预测,似乎Facebook正在等待这项技术的成熟来实现真正的下一代Oculus Rift。