Meretas Mata Kita untuk Headset VR yang Lebih Baik
Blog

Meretas Mata Kita untuk Headset VR yang Lebih Baik

Alih-alih mengemas lebih banyak piksel ke dalam tampilan, para insinyur belajar bagaimana menipu mata dan otak kita untuk melihat resolusi yang lebih tinggi di dunia maya. Teknologi realitas virtual telah berkembang jauh sejak akarnya yang aneh di tahun 80-an dan 90-an. Sulit untuk menggambarkan kegembiraan yang dapat diberikan VR hari ini, baik itu mengiris blok neon yang bersinar ke lagu K-pop dengan pedang cahaya, atau menghindari peluru sambil mengendalikan kecepatan waktu.

Namun, jika visi Anda 20/20, Anda mungkin masih kecewa dengan resolusi yang relatif rendah bahkan headset VR terbaik. Saat ini, TV dan smartphone definisi tinggi memiliki “resolusi retina,” di mana pikselnya lebih kecil daripada yang dapat dilihat mata manusia. Sebagai perbandingan, tampilan yang relatif berbintik-bintik di dalam headset VR mungkin tampak kurang bersemangat-sangat buruk sehingga Anda dapat melihat kesenjangan antara piksel individu seolah-olah Anda melihat melalui pintu layar.

Tetapi piksel yang lebih kecil dan lebih padat bukan satu-satunya solusi untuk masalah ini. Para insinyur sedang mencari cara lain untuk meningkatkan tampilan headset VR dengan memanfaatkan anatomi mata kita.

Jutaan Piksel Kecil

Layar iPhone 11 yang jernih dan bening mengemas 3,3 juta piksel kekalahan pada layar 5,8 inci. Meskipun banyak layar VR yang mengandung lebih banyak piksel, namun entah bagaimana tampilannya lebih buruk.

Itu karena ketika Anda melihat ponsel Anda, 3,3 juta piksel hanya menempati sepotong di seluruh bidang pandang Anda, sementara piksel headset VR membentang di area yang jauh lebih besar. Untuk memasukkannya ke dalam angka, layar smartphone yang dipegang dengan tangan berjarak sekitar 20 derajat bidang pandang Anda, sementara headset VR seringkali perlu mengisi lebih dari 90 derajat untuk setiap mata.

“Jika Anda ingin jumlah piksel yang sama per derajat memiliki resolusi retina pada bidang pandang sebesar itu, Anda akan membutuhkan sekitar 60 juta piksel per headset,” kata Ed Tang, salah satu pendiri dan CEO Avegant, seorang perusahaan teknologi tampilan augmented reality.

Bahkan dengan teknologi canggih saat ini, sulit untuk mengemas banyak piksel ke dalam headset tanpa menjadi terlalu besar.

Ada tiga tantangan yang saling bersaing yang berasal dari masalah yang sama. “Satu adalah bidang pandang, yang lain adalah resolusi, yang lain adalah kekompakan,” kata Brian Wheelwright, seorang ilmuwan optik dari Facebook Reality Labs, yang berfokus pada penelitian teknologi virtual dan augmented reality. Facebook mengakuisisi Oculus VR pada 2014.

Meskipun mengemas dua puluh kali lebih banyak piksel ke area yang sama mungkin bukan hal yang mustahil, ini bukan satu-satunya masalah yang terkait dengan upaya mencari solusi brute force kekuatan komputasi yang diperlukan untuk memproses piksel ini juga akan meroket. Untungnya, ada jalan pintas.

Cara untuk Menipu Sistem

Ketika Anda mencapai akhir kalimat ini, fokuskan mata Anda pada periode dan lihat berapa banyak kata yang dapat Anda baca tanpa mengalihkan mata Anda dari periode ini di sini. Seberapa jauh Anda dapatkan sebelum teks menjadi benar-benar tidak dapat diuraikan?

“Pada saat Anda lima, sepuluh derajat dari pusat visi Anda, Anda sudah kehilangan sebagian besar resolusi Anda,” kata Tang.

Dari sekitar 120 derajat busur yang membentuk bidang penglihatan untuk setiap mata, kita hanya melihat resolusi tinggi untuk beberapa derajat busur di dekat pusat. Itu sebagian karena batang dan kerucut tidak terdistribusi secara merata di seluruh retina kita, tetapi terkonsentrasi di sekitar fovea sebuah area di retina yang berhadapan langsung dengan murid.

“Kami memiliki resolusi sangat tinggi di fovea, tetapi resolusi menurun sangat, sangat cepat di luar pusat pkv games. Jadi, jika kita dapat merancang tampilan yang lebih kompatibel, atau lebih terinspirasi oleh cara mata Anda benar-benar bekerja, kita bisa mendapatkan efisiensi yang secara alami Anda miliki di mata Anda, ”kata Tang.

Dan para insinyur sudah bekerja pada prototipe yang dikenal sebagai tampilan foveated yang memanfaatkan ini.

“Anda dapat memiliki layar VR dengan layar utama, dan bagian tengah yang layarnya berbeda dengan resolusi yang lebih tinggi,” kata Wheelwright. Dia memamerkan prototipe kerja timnya dari pendekatan ini selama presentasi di konferensi Frontiers in Optics di Washington D.C. bulan lalu.

Alih-alih mendistribusikan piksel secara seragam di seluruh gambar, tim Facebook memusatkan piksel di tengah. Biasanya ini akan membuat pusat terlihat lebih besar, tetapi tim menggunakan lensa dan cermin untuk mengecilkan inset yang sangat rinci dan menempatkannya di tengah layar VR resolusi rendah, seperti lubang donat resolusi tinggi di dalam donat resolusi rendah.

Prototipe masih memiliki beberapa batasan utama. “Ini bukan inset yang sangat besar dan tidak terlacak ke mata, sehingga tidak bergerak,” kata Wheelwright. Agar alat mereka praktis, lubang donat harus bergerak dengan mata penonton.

Mengikuti Mata

Mari kita lakukan percobaan lain. Kali ini Anda akan membutuhkan cermin. Melalui cermin, lihat mata kiri Anda, lalu lihat mata kanan Anda. Apakah Anda memperhatikan bahwa mata Anda tidak bisa bergerak?

“Ini disebut gerakan saccadic ketika mata Anda melompat-lompat,” kata Tang. Kecuali jika kita melacak objek yang bergerak dengan lancar, mata kita biasanya bergerak dalam gerakan sakral yang gelisah, kadang-kadang hingga beberapa kali dalam satu detik.

“Otak kita benar-benar menghalangi penglihatan kita tepat sebelum mata bergerak,” kata Tang. “Otakmu mengurangi ketajaman visualmu, matamu bergerak, dan kemudian otakmu mengubah pandanganmu kembali, dan ini terjadi beberapa kali dalam satu detik.”

Anda mungkin memiliki pengalaman dengan ilusi jam yang berhenti, ketika Anda melirik jam yang bergerak dan berpikir bahwa jarum detik tetap diam terlalu lama.

“Ketika otak Anda melihat gambar berikutnya (setelah gerakan saccadic), itu benar-benar kembali ke masa lalu dan mengisi timeline di kepala Anda. Itu berarti hingga 50% dari jam bangun Anda benar-benar dibuat oleh otak Anda, ”kata Tang.

Insinyur mungkin dapat mengambil keuntungan dari kekhasan tubuh kita ini ketika merancang headset VR, misalnya dengan menggunakan micromirrors bergerak dan lensa switchable yang dapat menggeser lubang donat ketika kita sementara “buta” selama gerakan mata sakral.

Awal tahun ini, HTC debutkan headset VR pertama yang tersedia secara komersial dengan kemampuan pelacakan mata bawaan. Headset ini menggabungkan data pelacakan mata dengan perangkat lunak untuk memungkinkan rendering foveated, solusi yang bertujuan untuk menebus kurangnya daya pemrosesan grafis pada perangkat keras saat ini. Dalam rendering yang dicurahkan, headset mengalokasikan lebih banyak sumber daya komputer untuk membuat piksel yang dilihat pengguna secara real time, dan lebih sedikit sumber daya untuk piksel periferal ke visi pengguna.

“Seperti teknologi baru apa pun, pasti akan ada fase adopsi mencari tahu apa saja aplikasi yang mematikan itu,” kata Tang. “Maksud saya, 10 tahun yang lalu, ketika iPhone pertama kali keluar, saya tahu sangat sedikit orang dengan smartphone. Sekarang semua orang memilikinya. ”

Harga untuk headset VR telah turun selama beberapa tahun terakhir. Oculus Quest, headset VR mandiri tanpa harus terhubung ke komputer, diluncurkan awal tahun ini dengan banderol harga $ 399. Dan bagi mereka yang sudah memiliki PlayStation 4, titik masuknya bahkan lebih rendah sekitar $ 250 untuk sistem PlayStation VR.

Jika tampilan foveation dengan pelacakan mata dapat membuktikan dirinya sebagai peningkatan yang layak, kita mungkin melihat teknologi yang dimasukkan ke headset masa depan lebih murah. Untuk saat ini, HTC Vive Pro Eye satu-satunya headset di pasaran dengan kemampuan pelacakan mata akan dikenakan biaya $ 1.599.

Back To Top