In het steeds evoluerende landschap van virtual reality (VR)-technologie, een aantal belangrijke hindernissen blijven bestaan. Maar een team van computerwetenschappers heeft een van de grootste uitdagingen in VR aangepakt die de gebruikerservaring aanzienlijk zullen verbeteren:een meeslepende virtuele ervaring mogelijk makend terwijl ze fysiek beperkt zijn tot iemands werkelijke, ruimte in de echte wereld. Het onderzoeksteam zal hun werk presenteren op SIGGRAPH 2018.

Computerwetenschappers van de Stony Brook University, NVIDIA en Adobe hebben samengewerkt aan een computationeel raamwerk dat VR-gebruikers de perceptie geeft van oneindig wandelen in de virtuele wereld, terwijl het beperkt is tot een kleine fysieke ruimte. Het raamwerk maakt deze free-walking-ervaring voor gebruikers ook mogelijk zonder duizeligheid, beverigheid, of ongemak dat meestal verband houdt met fysieke beweging in VR. En, gebruikers vermijden in de VR-wereld tegen objecten in de fysieke ruimte te botsen.

Om dit te doen, de onderzoekers concentreerden zich op het manipuleren van de looprichting van een gebruiker door te werken met een fundamenteel natuurlijk fenomeen van het menselijk oog, saccade genoemd. Saccades zijn snelle oogbewegingen die optreden wanneer we naar een ander punt in ons gezichtsveld kijken, zoals bij het scannen van een kamer of het bekijken van een schilderij. Saccades treden op zonder onze controle en over het algemeen meerdere keren per seconde. Gedurende die tijd, onze hersenen negeren grotendeels visuele input in een fenomeen dat bekend staat als "saccadische onderdrukking" - waardoor we ons volledig niet bewust zijn van onze tijdelijke blindheid, en de beweging die onze ogen uitvoerden.

"Bij VR, we kunnen enorme universums weergeven; echter, de fysieke ruimtes in onze huizen en kantoren zijn veel kleiner, " zegt hoofdauteur van het werk, Qi zon, een doctoraat student aan Stony Brook University en voormalig onderzoeksstagiair bij Adobe Research en NVIDIA. "Het zit in de aard van het menselijk oog om een ​​scène te scannen door snel tussen fixatiepunten te bewegen. We realiseerden ons dat als we de virtuele camera een klein beetje draaien tijdens saccades, we kunnen de looprichting van een gebruiker omleiden om een ​​grotere loopruimte te simuleren."

Met behulp van een head- en eye-tracking VR-headset, de nieuwe methode van de onderzoekers detecteert saccadische onderdrukking en leidt gebruikers om tijdens de resulterende tijdelijke blindheid. Wanneer meer omleiding nodig is, onderzoekers proberen saccades aan te moedigen met behulp van een op maat gemaakte versie van subtiele blikrichting - een methode die saccades dynamisch kan stimuleren door contrastpunten in onze visuele periferie te creëren.

Het team dat het onderzoek heeft geschreven, getiteld "Towards Virtual Reality Infinite Walking:Dynamic Saccade Redirection, " zullen hun werk presenteren op SIGGRAPH 2018, gehouden van 12-16 augustus in Vancouver, Brits-Columbia. De jaarlijkse conferentie en tentoonstelling toont 's werelds toonaangevende professionals, academici, en creatieve geesten in de voorhoede van computergraphics en interactieve technieken.

Daten, bestaande methoden voor het aanpakken van oneindig wandelen in VR hebben beperkte omleidingsmogelijkheden of veroorzaken ongewenste scènevervormingen; ze zijn ook niet in staat geweest om obstakels in de fysieke wereld te vermijden, zoals bureaus en stoelen. De nieuwe methode van het team leidt de gebruiker dynamisch weg van deze objecten. De methode werkt snel, zodat het ook bewegende objecten kan vermijden, zoals andere mensen in dezelfde kamer.

De onderzoekers voerden gebruikersstudies en simulaties uit om hun nieuwe rekensysteem te valideren, inclusief het laten uitvoeren van spelachtige zoek- en ophaaltaken door deelnemers. Algemeen, virtuele camerarotatie was onmerkbaar voor gebruikers tijdens afleveringen van saccadische onderdrukking; ze konden niet zien dat ze automatisch werden omgeleid via cameramanipulatie. Aanvullend, bij het testen van de teammethode voor dynamische padplanning in realtime, gebruikers konden lopen zonder tegen muren en meubels aan te lopen, of bewegende objecten zoals andere VR-gebruikers.

"Momenteel in VR, het is nog steeds moeilijk om VR-gebruikers een volledig natuurlijke wandelervaring te bieden, ", zegt Sun. "Dat is de belangrijkste motivatie achter ons werk:deze beperking wegnemen en volledig meeslepende ervaringen in grote virtuele werelden mogelijk maken."

Hoewel het vooral van toepassing is op VR-gaming, het nieuwe systeem kan mogelijk worden toegepast op andere industrieën, inclusief architectonisch ontwerp, opleiding, en filmproductie.