Tobii新眼动技术令“驱动8K VR头显”成为可能

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Tobii在过去的18年间不可能 成为全球领先的眼动追踪公司之一,为多量的设备和用例提供了一套眼动追踪与用户感应技术。现在,Tobii分享了其最近一直在探索注视点相关的技术和功能——Tobii Spotlight Technology。下面,朋友 将再介绍当前围绕注视点的技术优势,以及Tobii Spotlight Technology实现的基准测试。

  1. 注视点渲染

  注视点渲染是有一种模仿人眼工作依据的计算过程。利用眼动追踪,动态注视点渲染(ynamic Foveated Rendering;DFR)还时要将资源和传输时延集中在时要高分辨率的图像区域(注视点区域),并降低外围视场的分辨率。以一点依据优化图像还时要模拟自然视觉,一起减少对传输时延和资源的需求,然还时要够降低延迟并和改善响应时间。

  Tobii新研发的Tobii Spotlight Technology是有一种专门用于注视点渲染的先进眼动追踪技术。它还时要以高精度,低延迟追踪用户的注视点,从而实现模拟真实人眼视觉的动态注视点渲染。通过减轻GPU负担并提高整体渲染传输时延,Tobii Spotlight Technology为VR应用应用tcp连接的整体体验提供了一系列的优势:

  更优的图像质量:节省GPU资源,还时要在注视点区域实时渲染高分辨率图像。对于高分辨率头显,DFR的增益更大,不可能 DFR还时要显著减少着色负载。

  更高和更流畅的帧传输时延:帧传输时延定义了VR应用应用tcp连接的性能和临场感。丢帧率会原因分析抖动,不仅明显,甚至会原因分析用户产生晕动症。DFR不不利于保持更流畅的帧频。对于大渲染量,着色繁复的情景,DFR节省的成本最大。

  提升图形:与标准PC游戏相比,VR应用应用tcp连接在渲染方面的要求非常高。为了保持相同的性能水平,开发者传统上时要优化应用应用tcp连接有一种,这不可能 包括降低场景质量和禁用特定实时效果。DFR还时要在不增加GPU负载的状况下实现更繁复,更逼真的着色,从而支持开发者纳入更高质量的设置。

  节能:GPU负载的减少一起还时要帮助笔记本电脑,头显和一点电池功能设备实现进一步的节能。

  2. 注视点渲染+可变传输时延着色

  如今,多量开发者有的是将注视点渲染与英伟达VRS(可变传输时延着色;Variable Rate Shading)联系起来。一点渲染技术可允许你更好地控制着色密度和实现真正的超级采样。借助VRS,开发者还时要选折 提高视觉质量,降低GPU成本,甚至是两者兼得。

  VRS将不同量级的处可以力应用于图像的不同区域。这项技术的工作原理主可是 改变单个像素着色器操作所处里的像素数量。一点操作现在还时要应用于像素块,从而允许应用应用tcp连接有效地改变屏幕不同区域的着色质量。

  为了实现最佳效果,VRS一起还时要结合眼动追踪配,从而令最佳渲染质量与用户的注视点相匹配。VRS的自定义模式允许开发者根据注视点区域优化着色密度。注视点区域越小,GPU节省的收益就越大。注视点区域的大小取决于

  显示器的有效视场:注视点的宽度范围无需随视场而变化。换句话说,时要以高质量显示的百分比会随着视场的增加而减少。

  注视点渲染技术产生的图像伪影。

  显示追踪注视点的延迟。

  眼动追踪系统的精确度和鲁棒性。

  用户对伪影的敏感性。

  当结合低延迟的眼动跟踪信号时,VRS+DFR可为用户提供最优化的自定义模式。这还时要最大程度地提高在应用应用tcp连接中启用VRS的优势,不可能 你要大大降低着色率,从而改善应用应用tcp连接的整体性能,并还时要在注视点区域进行超级采样以实现更优的图像质量。

  3. 因人而异

  太满所有眼动追踪信号都一致。延迟,频率,精度和噪点有的是显著影响注视点区域大小,而信号可靠性,总体覆盖范围,宽度精度下降,眼动信号伪影的影响则相对不太明显。

  另外,追踪注视点的能力因人而异。一点人易于追踪,一点人则根本无法追踪。疲劳,脱水和疾病还时要令三个小多多容易追踪的用户变得更难追踪。有效的注视点渲染应该考虑一点什么的什么的问题。

  Tobii向围绕注视点渲染的信号研究投入了多量的资金,包括开发还时要减少或消除非专业信号不可能 所处的信号噪点的专用注视点渲染追踪信号。

  4. 基准测试

  Tobii最近进行了各种基准测试,比较了固定注视点渲染和动态注视点渲染的性能优势。固定注视点渲染(Fixed Foveated Rendering;FFR)一点技术假定用户一直保持正视,后要限制特定显示区域的渲染成本。我本人面,DFR将注视点区域移动到用户正在注视的任何位置,这进一步减小了注视点区域的大小。

  结果(否有注视点渲染技术相比)显示:

  在对场景各区域运行锁定六自由度(选折 每个预设有的是三个小多恒定帧率)的测试时,DFR还时要将GPU着色负载平均减少约57%。对于场景中像素传输时延更高的区域,降幅更为明显。

  DFR极大地降低了GPU负载,令未来头显实现8K或以上分辨率成为了不可能 。

  DFR可允许开发者加带繁复的着色器和效果,从而改善图形并一起保持高性能。

  在以Vive Pro Eye运行测试时,针对可变传输时延着色优化了注视点参数,令DFR的着色比率达到16%。对于固定注视点渲染,将着色密度配置为40%,这对Vive Pro Eye头显参数最为有效,后要启用后外围视场无需十分明显。屏幕分为数个区域,注视点区域(用户正在注视的区域),中间区域(注视点区域到外围区域的过渡)和外围区域(为最大增益而优化的区域)。在下图中,彩色叠加图说明了具有不同大小和形态学 参数的FFR和DFR区域。颜色编码是基于密度测量值的梯度,其中蓝色= 1采样,紫色= 1/4采样,紫红= 1/8采样,红色= 1/16采样,黑色=剔除。

  《Showdown VR》是一款剧场式体验,场景不同偏离 有着不同的繁复性。这使得还时要采样GPU着色负载的最高值和最低值,并以完整渲染模式,固定渲染模式和动态渲染模式进行比较。在下图中,发现场景一点偏离 的着色负载在完整渲染有的是增加非常多(参阅第二次爆炸)。DFR的着色负载相对一致,即便是渲染量最大的偏离 ,峰值都更少。对于下面的测试,对场景进行了轻微的改动:为提高分辨率并获得更高的图像质量,对场景进行3倍超级采样。在这里,发现即便场景的总体着色负载增加了,但DFR依然还时要将GPU着色负载减少74.59%。

  下一代头显的目标是实现更高的分辨率和更大的视场,一点其时要在屏幕渲染太满的像素。在下图中,对于正常的VR应用应用tcp连接,注意到渲染的像素呈指数式增长。DFR还时要为朝8K或以上分辨率发展的更高分辨率头显带来更为显著的负载降低。这直接影响到GPU的着色负载,后要随着头显分辨率的提高,DFR的节省同样会随之增加。这个起适用于现有头显的应用超级采样。

  开发者一起还时要选折 转而增加场景中的视觉效果,一起保持平稳的帧率。这也能帮助开发者和设计者突破视觉效果和繁复着色器的限制。在下图中,对《Showdown VR》进行了一定的修改,提高了着色器和照明效果,但越来越额外的加载成本。

  对于VR应用应用tcp连接而言,始终如一的高性能非常重要。DFR也能帮助应用应用tcp连接保持一点高性能,后要支持更高的分辨率和更优的视觉效果。当Tobii Spotlight Technology与英伟达可变传输时延着色等技术结合使用时,还时要通过降低GPU着色负载来实现最大收益。除渲染外,Tobii Spotlight Technology一起可应用于注视点传输等动态注视点技术。