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VR解密

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VR 相關技術介紹

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VR解密

  1. 1. VR解密 Rouyun Pan
  2. 2. 為啥玩VR會頭暈? • 當視覺感知與內耳前庭平衡互動不協調, 過度刺激影響 神經中樞,出現噁心、頭暈等症状群。稱之“暈動症; Motion sickness"。
  3. 3. 如何玩VR不頭暈 • 頭部轉動與眼睛視野要匹配。 • 研究指出,最低標準轉動頭部到轉動畫面的延遲需在 20ms 內。 • 假設頭部轉動速度為100度/秒,畫面更新率60hz,
 20ms延遲 ->視野中物體的轉動延遲約2度。 • 效能指標:降低餘暉, 延遲, 提高畫面更新率, 解析度。
  4. 4. Interpupillary Distance 瞳距 • 對頭戴式顯示器而言,瞳距是重要的考量,影響對焦。 • 有90%的人,瞳距在60~70 mm 的範圍。
  5. 5. Field of View(FOV) 視野 • 人眼視野範圍水平角度124°,垂直角度120°。兩眼綜合視角約170°。 • 人眼的感光細胞分部並非平均分布,中央凹的部份還要比其他部分密集。 • 面對正前方, 15°為中心辨識角度,可明確辨識物體,15°~ 30°為有效角度,可看清物體存在,超過 30° 之外為餘光。
  6. 6. Resolution 解析度 • 根據現代學說 Curcio et al,人眼像素間距 (Pixel spacing) 約 0.39角分 
 (1度=60角分=3600角秒) • 假設視角120°x120°, 所需解析度為(120x60/0.3) ^2 ~= 576 萬像素,
 HD螢幕解析度1920×1080,約為 207 萬像素. 4K的螢幕方可接近人眼極限. • FOV增加, 所需解析度也隨之增加。
  7. 7. Latency 延遲 • 頭轉動和視野變化的延遲不能超過20ms, 人眼會感覺不適。 • Oculus 建議VR系統要在 75 FPS以上。
  8. 8. Persistence 暫留,餘暉 • 螢幕像素點發光的時間, 由於人眼視覺暫留, 過長會導致動態模糊。 • LCD利用液晶翻轉來選擇性透過光線, 背光原理也無法做全黑; OLED則是主動式發光, 故 OLED 可以達到低餘暉(<=1ms)。 • 低餘暉要搭配高畫面更新率(>=75Hz), 否則會感覺畫面不連續。
  9. 9. Motion blur 動態模糊
  10. 10. 反畸變 Correction of optical distortion • 螢幕上的圖像透過透鏡放大時,圖像產生畸變。因此對圖像進行拉伸 曲, 樣投射到視網 膜上的就是沒有變形的圖像。 • 可以用多組透鏡進行校正,但會增加HMD重量。
  11. 11. 反色散 Correction of Chromatic aberrations • HDM使用時會在邊緣區域(邊緣位置)出現紅綠藍的色邊(色散現象), 在使用高折射率材料時很容 易出現,如白光經過棱鏡後會被分成五顏六色的光線。 • 可對影像上的每像素都需要做一次反向色散的處理,但會增加了效能負擔。 • 或透過鏡頭設計來消除,如復消色差物鏡 (Apochromatic objective)。
  12. 12. Timewarp 時間 曲(1)! • 在影像顯示之前,另外獲取一次旋轉 息,對圖像做處理,減少從旋轉到最後影 像輸出之間的延遲。 • 若系統不能維持足夠FPS, 可利用前一張 染好的畫面進行插補。
  13. 13. Timewarp 時間 曲(2) • 利用此技術盡可能在低幀率的情況下保證延遲度,但只適用於「頭部旋轉」 (Rotation Timewarp)和小範圍慢速度的位置移動(Positional Timewarp)。 • 對於快速移動和動態物體,效果仍有限。對於動態物體,則會出現「重影」 效果。
  14. 14. Mobile VR 注意事項 • 不要降低FPS • 使用Level of detail,剔除遮 部分,批次運算 • 減少物體數量,減少物體曲面 • 多用靜態物體,採用烘焙光照 • 使Draw Call保持100左右 • 小於100k的三角型面,可以採用高解析的紋理來彌補 • 使用物理引擎來避免CPU計算消耗過大

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