211service.com
Hur man stoppar virtuell verklighet från att få dig att vilja spy
jag sitter i Gordon Wetzstein s labb vid Stanford University med en ihophackad prototyp av en huvudmonterad skärm fastspänd i mitt ansikte, med hjälp av en trådlös Xbox-kontroll för att manipulera en serie 3D-modeller: ett lejon, ett schackbräde fyllt med schackpjäser, en espressomaskin och så vidare.
En prototyp av ett ljusfältsstereoskop byggt av Stanford-forskare i ett försök att förbättra virtuell verklighetsfokus.
Bilderna är ganska enkla, vanliga modeller – sådana som vem som helst kan ladda ner från Internet. Det som är intressant är dock vad som händer när jag stirrar på modellerna, vrider på dem med kontrollern så att jag kan inspektera dem från olika vinklar: jag kan fokusera på de olika delarna av bilderna på olika djup som när jag tittar på något i verkligheten, så när jag tittar på, säg, schackpjäserna på nära håll, ser de i bakgrunden flummiga ut, och vice versa när jag fokuserar på pjäserna på avstånd. Och jag känner mig inte illamående eller yr som jag ibland gör när jag leker med virtuell verklighet, speciellt när jag tittar på föremål som är nära mitt ansikte.
Virtuell verklighet är på gränsen till kommersiell tillgänglighet, med konsumentinriktade headset som Oculus Rift redo att släppas nästa år (se Oculus visar sitt första konsumentheadset, cirkulära handkontroller). Men även om tekniken har förbättrats enormt under de senaste åren, finns det fortfarande massor av avgörande problem att lösa - bland dem den känslan av åksjuka som vissa människor som jag har när de upplever virtuell verklighet, som uppstår från vad som kallas vergens -boendekonflikt.
Den här konflikten är vad Wetzstein, biträdande professor i elektroteknik, och andra forskare vid Stanford försöker lösa med headsetet jag provade på, som de kallar ett ljusfältsstereoskop – i huvudsak en enhet som använder en stapel av två LCD-skärmar för att visa varje öga ett ljusfält som gör att virtuella bilder ser mer naturliga ut än de vanligtvis gör.
Exempelbilder visar hur det ser ut att använda ljusfältsstereoskopet för att fokusera på delar av en 3D-scen som verkar vara på olika djup.
I det verkliga livet, när du tittar på något – till exempel en blomma – rör sig dina ögon och linsen i varje öga justeras för att fokusera allt som är framför dig. Med stereoskopisk 3-D, en teknik som ofta används av företag som tillverkar headset för virtuell verklighet, blir det svårare. I det här fallet visas varje öga en något annorlunda bild av samma sak; din hjärna kombinerar sedan dessa bilder för att få en känsla av djup. Men eftersom du tittar på en platt, upplyst display på avstånd och fokuserar på 3D-bilderna som verkar vara framför dig, kan det resultera i illamående och yrsel. Om inte tekniken förbättras kan detta göra det svårt för vissa människor att verkligen interagera med virtuell verklighet på nära håll, oavsett om de spelar ett first-person shooter-spel eller styr en kirurgisk robot.
När du vill röra vid virtuella objekt, saker som finns i närheten, och du vill interagera med dem, blir det väldigt viktigt, säger Wetzstein.
I hopp om att göra den stereoskopiska virtuella verklighetsupplevelsen mer lik vad du ser i verkligheten, byggde Stanford-forskarna ett headset som innehåller två LCD-skärmar placerade framför varandra, med en bakgrundsbelysning bakom dem, en distans mellan dem och linser framför dem. Den är ansluten till en dator som kör programvara som behövs för att systemet ska fungera.
Datorn börjar med en 3D-modell, som forskarnas programvara återger för varje öga som ett ljusfält - i det här fallet, säger Wetzstein, är det ett rutnät av fem gånger fem med lite olika 2D-bilder av modellen, alltså 25 bilder totalt för varje enskilt öga. En algoritm använder ljusfälten för att generera två bilder för varje öga, och för varje öga visas en av dessa bilder på den bakre LCD-skärmen i headsetet, medan den andra visas på den främre LCD-skärmen. Bilderna kommer in i dina pupiller och projiceras på dina näthinnor.
Det du ser, säger Wetzstein, är en approximation av ljusfältet som genereras optiskt, som dina ögon fritt kan röra sig runt och fokusera på var de vill i det virtuella rummet.
Det är normalt inte möjligt, säger han.
Wetzstein säger att tekniken som används i headsetet är billig och inte kräver eyetracking för att ta reda på var tittaren tittar, och han hoppas att den kan integreras i headset som kommer ut flera år från nu. A papper om arbetet kommer att presenteras i augusti kl Siggraf datorgrafik och interaktionskonferens i Los Angeles.
Marty Banks , en professor i optometri och synvetenskap vid University of California, Berkeley, arbetar också med forskning om hur man löser problemet med att få korrekta fokussignaler i virtuell verklighet – han var medförfattare till en papper som också kommer att presenteras på Siggraph som han säger visar högupplösta bilder men kräver eyetracking. Banks säger att skärmen som Wetzstein och andra forskare arbetar med är cool och smart, men noterar att upplösningen fortfarande är ganska låg (Stanford-gruppens papper visar att scener som visas hade en upplösning på 640 gånger 800 pixlar).
Det kommer att bli en viktig sak att lösa: hur man får upp upplösningen. Så det kommer att kräva mer beräkning och fler pixlar och mer kostnader, säger han. Det finns sätt att gå dit.