这块微型传感器,会让 AR 眼镜来得更早一些

摘要

微型传感器会让眼球追踪模组成为VR/AR设备的组成部分,视点渲染技术的成熟则会实现VR/AR的眼镜形态成为可能。

提起近两年比较火热的 VR,没体验过的人想到的可能是在虚拟的世界里自由翱翔;而真正体验过的人则会了解,戴上一个沉重、连着线缆的头盔感觉是多么憋闷和难受。从上世纪 50 年代诞生至今,VR 头显在硬件上除了屏幕分辨率有所增长外,在外观上改进不大。至于什么时候我们能造出眼镜大小的 VR/AR 设备,Oculus Rift 的首席科学家甚至直接将日期推至 10 年之后。

不过,加拿大公司 AdHawk Microsystems 的新产品,或许能极大缩短这个发展周期。近日,AdHawk 曝光了由微机电芯片制造而成的动作追踪传感器,而这款微型传感器可以用于眼球追踪,但是在功耗和体积上都远远小于目前的红外摄像头解决方案。而眼球追踪技术则是「视点渲染」技术的基础,后者能够大幅提高 VR/AR 内容画面渲染的速度和效率,降低这个过程对硬件的需求,让 VR 和 AR 设备小型化成为可能。

用更小的芯片追踪眼球

在眼球追踪领域,目前最主流的解决方案是用红外摄像头捕捉用户的眼球动作。而由于红外摄像头的体积很难做小,所以相关眼球追踪套件往往会做成带有较厚边框的镜片(七鑫易维),或者嵌套在笔记本前方(Tobii)。由于摄像头的功耗较高,这也意味其嵌入的设备必须有较大电量供应,往往需要设备必须有线连接。


而根据 AdHawk 介绍,公司使用微机电技术(MEMS)生成的芯片非常微小,而由这些芯片制成的微型传感器,其大小能做到类似一个沙粒,体积非常小。在工作原理上,这些微型传感器能够用一种低能量光线扫描用户的眼球,其扫描速度是传统的红外摄像头的 10 倍以上。传感器测量反射光线,并因此输出科研级别的高精度眼球坐标。拜微机电技术所赐,这款微型传感器的功耗非常低,一块纽扣电池的电量足够支撑传感器工作整整一天。

通过 AdHawk 官方介绍,可以了解到公司认为目前该传感器的重要应用方向就是 VR 和 AR 设备。除去功耗低和体型小之外,AdHawk 所推动的眼球追踪技术,对于 VR/AR 来说还有一个更重要的作用,就是实现「视点渲染」(Foveated Rendering),而后者可能是 VR 和 AR 技术普及的关键。

视点渲染让 VR 显示更省力

目前,VR 行业一个痛点就是画面的渲染。不论是手机还是电脑,其处理器只需要渲染一个画面,而 VR 需要渲染两个画面,同时为了避免眩晕,VR 的画面刷新率需要保持在 90 帧/秒,这就让 VR 内容的渲染比传统内容要多出数倍工作量,这也是为什么 VR 头显需要对应 PC 的配置相对较高。


但是,学者研究发现,人类在看一个画面时,其看到的画面并非都是一样的清晰度,眼球视点周边的分辨率最高,而周围的则大幅降低。同样的原理,如果 VR 画面只需要将用户视线焦点的分辨率渲染到最高,而周围画面分辨率较低,则会大幅降低处理器的工作量,让 VR 渲染的门槛变得更加轻松。

AdHawk 的微型传感器如果确实如宣传一样可靠,那无疑会促进眼球追踪技术快速成熟,后者也是视点渲染技术的关键。而当视点渲染成为可能,则 VR 和 AR 设备的显示将更轻松,可能小型低耗的处理器(GPU 或 CPU)就能实现所有功能,那么 VR 和 AR 设备的体积就能变得更小。

两周前 Facebook 刚刚推出了 VR 一体机 Oculus Go,无独有偶,竞争对手 Google 也和 HTC、联想等公司联手推出 VR 一体机。可以预见,VR 一体机在未来一定会取代用线缆连接 PC 的头显设备。而要让独立设备提供优质表现,则类似于 AdHawk 公司的微型传感器就十分重要,因为这些微机电芯片极有可能在未来让这些目前还很笨重的设备,变成普通眼镜大小,让 VR 和 AR 设备真正普及到大众市场。

图片来源:AdHawk官网

责任编辑:双筒猎枪

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