还原真实视觉 英伟达这项黑科技将彻底改变VR

使用的眩晕感和对硬件的极高要求，成为虚拟现实（VR）行业发展的障碍。不过英伟达的这项技术，则有望彻底改变这种情况。

过去一年，英伟达股价大涨170%。英伟达的业务包括游戏显卡、深度学习和人工智能相关业务，并为世界最快的超级电脑提供芯片。有评论称，英伟达将成为自动驾驶汽车的大脑，也将推动VR的发展。

一款VR产品如果要让用户使用时感受不到眩晕，画面就要达到一定的帧率要求。而对整个画面按照高帧率渲染，对硬件计算能力的要求则又极高。

为解决这个问题，英伟达利用的正是人眼的视觉原理：当你将目光聚焦于某个物体时，周边环境就自动被虚化。过去9个月，英伟达研发副总裁David Luebke和四名研究员就尝试在VR设备中仅对视觉中心区域进行完全渲染，其他区域则保留很低的分辨率。

眼球追踪

要确定具体哪些区域需要完全渲染，英伟达使用的是眼球追踪技术。当用户目光的聚焦之处改变时，眼球追踪软件也同步改变渲染区域。

（利用英伟达技术实现的视觉效果：视觉聚焦出清晰呈现，周边则虚化处理。图片来自麻省理工科技评论）

对于目前的VR设备而言，要防止用户出现眩晕感，对画面进行渲染时的最低帧率要达到每秒90帧，这意味着在一秒之内，要对400万个像素进行将近100次渲染。

而按照英伟达的做法，仅仅对用户目光聚焦处进行这种渲染，则能节省出巨大的硬件计算能力。“（硬件）表现上的提升，大到根本无法忽视，”Luebke称。

据麻省理工科技评论，人眼的这种视力聚焦也称“视网膜中央凹视力（foveal vision）”，早在15世纪，达芬奇就已经观察到了这种现象。对这种原理的研究，此前在VR界也已经有其他团队在进行，比如由众筹网站Kickstarter支持的Fove头戴设备研发团队也采用了类似的系统。

Luebke在这个领域的研究已经超过15年，最初是在弗吉尼亚大学当教授期间，如今则是在英伟达。

此前，由于眼球追踪技术的不成熟，难以同步捕捉眼球的快速运动，用户注意力调整时画面的调整出现明显延迟，从而引发恶心等症状。

不过现在这种难关似乎已经被攻破。SensoMotoric Instruments开发的一个在VR显示屏中追踪眼球运动的技术，已经可以实现以250赫兹的频率精确、低延迟的追踪眼球运动。Luebke称：

史上首次，我们拥有了你的眼球无法超越的追踪器。

新的挑战

这个问题解决之后，英伟达研究团队还要花费大量时间来计算，在避免用户注意到的前提下，视觉中心周边画面的分辨率到底能降到何种程度。Luebke表示：

周边视力很擅长捕捉动作，它曾帮我们发现丛林中的老虎。

因此，如果视觉中心周边画面分辨率的降低引发了眼球的注意，那么这种尝试就会以失败告终。此外，如果周边变得过于模糊，那么用户体验就像是使用望远镜了。“你能发觉有什么东西不对，即便你不确定到底是什么，”Luebke称。

为解决这个问题，Luebke的团队发现，如果在降低周边画面分辨率的同时增加对比度，那么用户的大脑感官就可以被完全欺骗过去。

目前英伟达为大量VR公司供应硬件和软件产品，自身并无依托这种技术的产成品。不过该公司称，希望这些发现能够激发大型VR厂商在未来产品中集成眼球追踪技术。“我们目前在做的工作，一部分就是用于帮助（行业）制定VR之路的规则。”

在VR领域之外，这种技术目前来看似乎还找不到用武之地。以笔记本为例，眼球识别器距离人脸过远，就让眼球追踪的效率大打折扣。而对于VR头盔，因为眼球追踪器距离眼镜只有几厘米距离，就成为最为理想的应用场景。

麻省理工科技评论在文章中还表示，这种技术未来可能会对英伟达显卡产品带来影响，也将让开发者可以调整图像渲染算法，将硬件计算能力集中于处理某些特定像素。

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