In de snelgroeiende wereld van virtual reality (VR)-technologie, het blijft een uitdaging om gebruikers een realistische perceptie van oneindige ruimte en natuurlijke loopmogelijkheden in de virtuele omgeving te bieden. Een team van computerwetenschappers heeft een nieuwe aanpak geïntroduceerd om dit probleem aan te pakken door gebruik te maken van een natuurlijk menselijk fenomeen:oogknipperingen.

Alle mensen zijn onder normale omstandigheden ongeveer 10 procent van de tijd functioneel blind door oogknipperingen en saccades, een snelle beweging van het oog tussen twee punten of objecten. Oogknipperingen zijn een veelvoorkomende en natuurlijke oorzaak van zogenaamde "veranderingsblindheid, " wat wijst op het onvermogen voor mensen om veranderingen in visuele scènes op te merken. Inzoomen op oogknipperingen en blindheid veranderen, het team heeft een nieuw computersysteem bedacht dat de gebruiker tijdens deze natuurlijke gevallen effectief omleidt in de virtuele omgeving, allemaal met niet-detecteerbare camerabewegingen om oriëntatie-omleiding te leveren.

"Eerdere RDW-technieken [redirected walking] passen continu rotaties toe terwijl de gebruiker loopt. Maar het aantal onmerkbare rotaties is beperkt, " merkt Eike Langbehn op, hoofdauteur van het onderzoek en promovendus aan de Universiteit van Hamburg. "Daarom is een orthogonale benadering nodig - we voegen wat extra rotaties toe wanneer de gebruiker niet gefocust is op de beelden. Toen we ontdekten dat mensen enige tijd functioneel blind zijn vanwege knipperen, wij dachten, 'Waarom doen we de omleiding niet tijdens het knipperen met de ogen?'"

Het knipperen van het menselijk oog komt ongeveer 10 tot 20 keer per minuut voor, ongeveer elke 4 tot 19 seconden. Gebruikmakend van deze kans - waarbij mensen geen grote bewegingsveranderingen kunnen detecteren in een virtuele omgeving - bedachten de onderzoekers een aanpak om een ​​computergrafisch weergavesysteem te synchroniseren met dit visuele proces, en voer nuttige bewegingsveranderingen in virtuele scènes in om de algehele VR-ervaring van gebruikers te verbeteren.

Uit de experimenten van de onderzoekers bleek dat onmerkbare camerarotaties van 2 tot 5 graden en translaties van 4 tot 9 cm van het gezichtspunt van de gebruiker in een oogwenk mogelijk zijn zonder dat de gebruiker het merkt. Ze volgden de oogknipperingen van testdeelnemers door een eye-tracker in een VR-head-mounted display. In een bevestigend onderzoek het team valideerde dat deelnemers niet betrouwbaar konden detecteren in welke van de twee oogknipperingen hun gezichtspunt werd gemanipuleerd terwijl ze een VR-gebogen pad liepen. De tests waren gebaseerd op onbewust natuurlijk knipperen met de ogen, maar de onderzoekers zeggen dat omleiding tijdens het knipperen bewust kan worden uitgevoerd. Omdat gebruikers zonder veel moeite bewust meerdere keren per dag kunnen knipperen, oogknipperingen bieden een groot potentieel om te worden gebruikt als een opzettelijke trigger in hun benadering.

Het team zal 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.

"RDW is een grote uitdaging aangezien de huidige technieken nog te veel ruimte nodig hebben om onbeperkt wandelen in VR mogelijk te maken, " merkt Langbehn op. "Ons werk zou kunnen bijdragen aan een vermindering van de ruimte, omdat we ontdekten dat onmerkbare rotaties tot vijf graden mogelijk zijn tijdens knipperen. Hierdoor kunnen we de prestaties van de RDW met ongeveer 50 procent verbeteren."

De resultaten van het team kunnen worden gebruikt in combinatie met ander VR-onderzoek, zoals nieuwe stuuralgoritmen, verbeterde padvoorspelling, en rotaties tijdens saccades, om er een paar te noemen. Aan het einde van de weg, dergelijke technieken zouden op een dag consumenten VR-gebruikers in staat kunnen stellen om virtueel buiten hun woonkamer te lopen.

Langbehn werkte aan het werk samen met Frank Steinicke van de Universiteit van Hamburg, Markus Lappe van de Universiteit van Münster, Gregory F. Welch van de Universiteit van Centraal Florida, en Gerd Bruder, ook van de Universiteit van Centraal-Florida. Voor de volledige paper en video, bezoek de projectpagina van het team.