Vea la ciencia detrás del diseño de visualización de realidad virtual y lo que importa un problema

Óscar Soto
Óscar Soto

Los cascos de realidad virtual son cada vez más comunes, pero no son dispositivos perfectos. Eso significó [Douglas Lanman] Tenía un problema electivo con el que lidiar cuando se unió a Facebook Reality Labs hace unos años. Desde el principio, percibió algo en lo que nadie parecía estar trabajando: el hecho de que cuanto más cerca está un objeto en la realidad virtual del rostro de alguien, menos “real” parece. Hay varias razones para esto, pero la forma general en que se presenta es que cuanto más cerca está un objeto virtual del espectador, más borroso y desenfocado parece estar. [Douglas] habla todo sobre él y temas relacionados en una gran presentación de principios de este año (video de YouTube) en el Simposio de imágenes electrónicas, que resume la tecnología más moderna en pantallas de realidad virtual y analiza un trabajo científico tan arduo. Identificar y resolver nuevos problemas.

Prototipo varifocal temprano

[Douglas] eligió abordar aspectos aparentemente pequeños de cómo el ojo humano y el cerebro perciben los objetos e infieren la profundidad, y lo hizo por dos razones: una era que no hay buenas soluciones para ello y la otra que era importante porque estas señales juegan un papel importante. papel principal en las interacciones de realidad virtual de corto alcance. Las cosas que están al alcance de la mano o del tiro son un punto ideal para el contenido interactivo de realidad virtual, y el estado de la técnica realmente no ofreció lo que los ojos y el cerebro humanos esperaban ver. Esto llevó a años de trabajo en el diseño y prueba de pantallas de enfoque múltiple y enfoque múltiple, que, entre otras cosas, pudieron presentar imágenes en varios planos de enfoque realistas en lugar de uno plano. No solo eso, sino porque el ojo humano está esperando cosas que son No en el plano focal correcto para aparecer brumoso (que en sí mismo es un rastro profundo), simulando que precisamente eso también era parte de las cosas.

Toda la charla está llena de interesantes detalles y prototipos. Si está interesado en un proyecto de audífonos y imágenes de realidad virtual y tiene una hora libre, compruébelo en el video a continuación.

Ciertamente, las cosas han progresado mucho desde los visores de realidad virtual móviles, y las pantallas no son lo único que importa. Las cámaras necesitaban sus propios sastres para ofrecer lo mejor en el panorama de la realidad virtual y la realidad aumentada.

  • Andy dice:

    Ya no dañaría mi vista debido a la tecnología de realidad virtual. Suficiente para lidiar con mi problema visual natural. Tengo serias dudas de que la realidad virtual sea completamente adecuada para un uso prolongado (3-4 horas al día)

    https://www.bbc.com/news/technology-52992675

    • Jordán dice:

      Obligar a los ojos a enfocarse en el mismo plano exacto durante horas y horas sería potencialmente malo para la vista, que es precisamente la razón por la que esta investigación se centra (juego de palabras involuntario) en resolver ese problema.

    • cierto dice:

      Su artículo vinculado trata sobre una anécdota que en sí misma mejora una afección preexistente y luego se usa para hacer una afirmación en un título que luego podría usarse para concluir un número mayor.

      Medios típicos de la actualidad.

      Uso VR ~ 3-4 horas todos los días, casi todos los días, y lo he hecho durante los últimos 2 años. Todavía puedo leer las marcas en las resistencias 0402 y mi visión de largo alcance no ha disminuido.

      Lo sé, una anécdota. Como su artículo vinculado. Pero no hay un gran titular de mi parte. Lee de él lo que quieras.

      • rumpel dice:

        … y no uso la realidad virtual en absoluto, pero mi visión ha disminuido de todos modos.
        Se llama “envejecimiento”, dijo el médico.

        • 8bitwiz dice:

          Mi ojo izquierdo podía enfocar hasta aproximadamente una pulgada, y fue genial. Luego cumplí 45 años y subió a 5 pulgadas, al igual que mi ojo derecho. Ni siquiera noté un cambio gradual, por lo que probablemente después de unos pocos meses cambió. Poco después obtuve dos distancias focales, pero en realidad están ocultas tres distancias focales porque puedo enfocar a 9-12 pulgadas cuando las quito, pero no más cerca de unas 18 pulgadas a través de las lentes cercanas. (si, hay un hueco ahí)

      • cr08 dice:

        De manera similar, tengo poco más de 30 años y he tenido algún tipo de pantalla frente a mi cara durante gran parte de mi vida desde mi adolescencia. Y he sido un usuario de realidad virtual al aire libre y también durante los últimos 2 años. A pesar de esto, mi oftalmólogo siempre comentaba en cada visita que no tengo absolutamente ningún problema anormal con mi visión aparte de la miopía básica (que comenzó MUY temprano en mi niñez).

        En total, como alguien que usa anteojos, comencé a invertir más dinero invirtiendo en buenos hace unos años con casi todos los complementos, incluido el bloqueo de la luz azul, el antirreflejo, etc., que realmente se notaron antes de que la realidad virtual entrara en escena, casi en la captura. cansancio ocular de raíz incluso después de estar sentado frente a una pantalla 8 horas al día 5 días a la semana solo por trabajo (ni siquiera estoy seguro de las innumerables horas de uso de la pantalla personal) y también los uso durante las sesiones de realidad virtual (aún no he saltado en un tren de lentes personalizado, pero cuando lo haga, el bloqueo de la luz azul será un requisito), por lo que podría tener algún mérito.

        Dicho esto, así como son anécdotas, también se menciona al único usuario en el artículo. Y apuesto a que hay un indicio extremo de sesgo de confirmación, como desarrollador de realidad virtual desde hace mucho tiempo, pero también en un oftalmólogo que es un usuario de VR / auriculares.

      • Andy dice:

        Hay varios otros problemas con los cascos de realidad virtual ex

        “El llamado conflicto habitacional convergente. Cuando miras el mundo normalmente, tu ojo primero muestra los globos oculares (virginidad) y luego enfoca las lentes (acomodación) hacia un objeto, y luego estos dos procesos se combinan para crear una imagen coherente.

        Los cascos de realidad virtual modernos logran la ilusión de profundidad al presentar a cada ojo una imagen ligeramente diferente en una pantalla plana. Esto significa que no importa qué tan lejos aparezca un objeto, los ojos permanecen enfocados en un punto fijo, pero convergen en algo en la distancia virtual. “

        ¡Y las pantallas están a solo 20-40 mm de tus ojos!

        Tus ojos simplemente no evolucionaron para este tipo de uso.

        • Andy dice:

          FYI. La mayor parte de la presentación en el póster trata sobre la resolución del conflicto convergente-vivienda.

        • Frédéric López dice:

          > ¡Y las pantallas están a solo 20-40 mm de tus ojos!

          El enfoque real es de aproximadamente 1 metro para la mayoría de los auriculares (fue interminable para el Oculus DK1), lo cual tiene sentido, ya que es principalmente la distancia a la que miras con más frecuencia (brazo). Casi nunca buscas más de unos segundos a distancias más largas.

          Además, el problema de la virginidad no es específico de los cascos de realidad virtual, sino que afecta a todas las pantallas estereoscópicas. Es por eso que los estereógrafos prácticamente han mantenido su uso del presupuesto profundo en las películas en 3D, usando una zona de confort donde la diferencia entre la distancia entre la virginidad y la vivienda era limitada (alrededor de 1/3 de dioptrías si no recuerdo mal).

          Aunque se sabe desde hace bastante tiempo que este conflicto puede provocar molestias visuales, fatiga ocular y dolores de cabeza, el uso de la estereoscopía también se ha utilizado para permitir que las personas que padecen ambliopía recuperen la visión estereoscópica, incluso después de mucho tiempo. Busque “Fixing My Look”, un libro de un neurocientífico que redescubrió la visión estereoscópica de esta manera después de medio siglo.

    • RW versión 0.0.3 dice:

      Hay algunas investigaciones recientes sobre el daño de la ONU a su vista …
      https://www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200629120241.htm

    • Olivier dice:

      Los primeros auriculares de la reproducción de realidad virtual actual (og Vive & Rift) me daban un poco de visión borrosa si los jugaba durante más de ~ 1.5 horas, pero ese fue un efecto temporal que nunca duró más de unos minutos después de tomar el y yo Siento que tiene menos que ver con mis ojos y más con mi cerebro diciendo “¡qué pasa con estos malditos cuadrados, mejora!” cuando jugaba más tiempo después de eso, tenía una especie de sensación borrosa de mareo. cuando dejaría de jugar, pero eso no tiene nada que ver con la vista (indirectamente en relación a eso, tiene que ver con un cerebro acostumbrado a la baja frecuencia de imagen y resolución)

      Siendo lo suficientemente afortunado de tener un índice de válvulas ahora, mi juego más largo fue de 7 horas seguidas, y me detuve solo porque estaba exhausto, cuando tomé el auricular, mi cerebro estaba como “¡déjalo ir de nuevo!” sin mareos sin visión borrosa, solo ganas de ir al baño y luego ir a la cama xD

      He estado jugando unas 20 horas de realidad virtual a la semana desde el lanzamiento de og Vive, y solo para estar seguro, reviso mi visión cada pocos meses, pero no ha cambiado en años.

      • Foldi-One dice:

        Me alegra saber que lo revisa regularmente cuando usa tecnología que podría tener un impacto negativo; probablemente debería probar el mío nuevamente, no un usuario de realidad virtual, pero jugar durante algunos turnos más largos (cada vez que se configura, Úselo unas horas la mayoría de los días antes de que vuelva a ser relegado). Realmente no puedo ver por qué sería peor que mirar la televisión / computadora durante horas; puede que estén más lejos, pero es otro período largo de enfoque solo a distancia, pero siempre es bueno mirar cuando nadie todavía sabe si es una desventaja.

  • Jordán dice:

    Es genial volver a ver mucho de este material, especialmente sobre el sistema de enfoque estacionario. No recuerdo qué artículo de HaD (o tal vez video de SIGGRAF) mencionó eso hace unos años, pero es realmente brillante y siempre estoy feliz de ver la animación en las 64 distancias focales.

    Hay algunas personas con control manual / consciente de las lentes en sus ojos – fijando la distancia focal (acomodación) sin ajustar la dirección de la mirada o ajustes binoculares (virginidad). (Asumí que esto era “hardware” en todas las personas, pero aparentemente no es algo común, ¿tal vez pasé demasiado tiempo con 3D de vista cruzada / vista paralela cuando era niño?) Es bueno ver que desarrollaron sistemas que efectivamente Los efectos funcionan para estas personas, apilando planos de imagen y confiando en un oftalmoscopio en lugar de mirar.

    Era algo que me había molestado desde que la realidad virtual estaba alrededor del Vive: todo parecía falso, porque solo había un plano focal fijo a una profundidad casi infinita. El paralaje y el cierre funcionan casi a la perfección en los cascos de realidad virtual, sin embargo, la última pieza que falta del rompecabezas inmersivo nunca ha estado disponible en los audífonos comerciales. Y, sin embargo, con este tipo de investigación publicada … el futuro parece brillante 🙂

    • Aitor dice:

      Me preguntaba eso. Dice que la virginidad está atada a la vivienda, pero no tengo problemas para mirar los objetos cercanos en la realidad virtual en foco porque puedo controlar la virginidad y la vivienda individualmente. ¿No es eso común? Eso realmente me sorprende.

      • Frédéric López dice:

        Está atado inconscientemente, pero eso no significa que no pueda “desatarlo” voluntariamente. Me cuesta un poco ver imágenes de Magic Eyes, especialmente cuando tengo que alternar entre vista transversal y paralela. En las películas de realidad virtual o 3D no se necesita ningún esfuerzo, excepto para las personas con afecciones oculares.

      • RW versión 0.0.1 dice:

        Incluso los propietarios de teléfonos móviles baratos lo tienen. Lo ideal sería que lo separara lo más posible.

  • deshipu dice:

    Desafortunadamente, la realidad virtual es una de esas cosas que solo se ve bien en las películas, pero es prácticamente inútil. Incluso ignorando el hecho de que la mitad de la población se siente incómoda con una perspectiva en primera persona, incluso cuando la pantalla no está atada a su cara, simplemente no hay grandes problemas que resolver con esta tecnología. Es un truco. Incluso los juegos de computadora que parecen encajar perfectamente deben reducirse a las interacciones más básicas para que sean viables, e incluso entonces apenas se pueden usar.

    Mi única esperanza es que haya un poco de investigación adicional sobre los márgenes, para cosas como ubicación precisa en el espacio, seguimiento de movimientos y actitudes, retroalimentación háptica, etc., estos pueden ser útiles por sí mismos, especialmente si la estúpida exaltación de la realidad virtual hace los sensores son baratos y fáciles de obtener.

    • 8bitwiz dice:

      Creo que lo más molesto para mí sobre la visualización en primera persona en los videojuegos es que eliminan por completo tu modelo corporal de la vista. Algo extraño es mirar hacia abajo y no ver tus manos y pies. Sé que hay razones por las que poder verte puede que no se vea tan bien, pero esa es una gran razón por la que prefiero una vista de tres personas.

      • Foldi-One dice:

        Sí, es un poco preocupante. Aunque de alguna manera encuentro el efecto placentero en la realidad virtual, un recordatorio de lo genial que lo hago, y ser borroso es realmente divertido.

    • Olivier dice:

      “En la práctica son casi inútiles”
      – Hay muchos médicos y diseñadores de automóviles (y muchas más ocupaciones) en todo el mundo que no estarían de acuerdo, la realidad virtual entró en quirófanos y todo tipo de empresas años antes de que obtuviéramos los auriculares actuales, recuerde que la realidad virtual fue hace unos 50 años, tienen auriculares realmente decentes (pero como 50-100k pop) en ciertas industrias desde hace algún tiempo

      “Incluso ignorando el hecho de que la mitad de la población se siente incómoda con la vista de primera mano, incluso cuando la pantalla no está atada a su cara”
      “¿Tienes una fuente para esto?” Parece una afirmación descabellada si se tiene en cuenta que la mayoría de los juegos son de disparos en primera persona, y nadie tiene problemas con la vista en primera persona si dominan la cámara.

      “Simplemente no hay grandes problemas que resolver con esta tecnología. Es un truco. “
      – Consulte mi comentario anterior sobre médicos / empresas.

      “Incluso los juegos de computadora que parecen encajar perfectamente deben reducirse a las interacciones más básicas para que sean viables, e incluso entonces apenas se pueden utilizar”.
      – ¿No estás seguro de en qué estás basando esto, pero en su mayoría parece un odio aleatorio? El asunto de la realidad virtual es que haces todo con tus manos / cuerpo reales, realmente no veo cómo eso se traduce en controles estáticos. si algunos juegos “planos” tienen controles mucho más estáticos, ¿abres las puertas con un botón en la vida real? recargar un arma con un botón en la vida real? ¿Sacar un alfiler y nadar con un botón en la vida real? La realidad virtual es lo opuesto a estúpido jajaja. Y el hecho de que haya visto algunos controles de subpares en el juego de realidad virtual A no significa que el juego de realidad virtual B a Z tenga el mismo problema.

      “Mi única esperanza es que haya un poco más de investigación al margen, para cosas como la posición correcta en el espacio”
      – El sistema “faro” utilizado por SteamVR (lanzado junto con og Vive) ha sido probado por terceros para tener una precisión de 0,3 milímetros, es decir, lo que planeó para sus esfuerzos de realidad virtual, pero eso debería ser lo suficientemente bueno para funcionar.

      “Seguimiento de movimientos y actitudes, reacción háptica, etc.”
      – Todo esto ya es posible, el seguimiento de movimiento se realiza con unos auriculares medio decentes (de qué otra manera te hará moverte por el mundo virtual cuando te mueves en el mundo real) el seguimiento de actitud es posible con kinect o esperando que Oculus lance el hardware, que hacen para esto, los chalecos de reacción háptica son una cuestión de hace unos años, principalmente utilizados en salas de juegos de realidad virtual.

      “Estos pueden ser útiles por sí mismos, especialmente si el estúpido boom de la realidad virtual hace que los sensores sean baratos y fáciles de obtener”.
      – Y aquí llegamos al meollo del problema, el hecho de que etiquetes la realidad virtual como “el estúpido refuerzo de la realidad virtual” lo dice todo realmente, simplemente lo odias, la realidad virtual es cualquier cosa simplemente estúpida, y yo realmente no lo llamaría alcohol. ya sea, porque mucha gente se cansa (porque gente como tú difunde información errónea porque en realidad solo odias al técnico por cualquier motivo, ¿así que no quieres que nadie más lo disfrute? ..)

      Si superó lo anterior, mis 2 centavos:
      Simplemente ignore la realidad virtual, sería un mejor uso de su tiempo, luego tratar de golpear la realidad virtual con puntos furiosamente equivocados, y considere esto si sigue diciéndole a la gente que la realidad virtual es la forma en que mejorará.

      • deshipu dice:

        Confundes la realidad virtual con la teleoperación.

        • Foldi-One dice:

          Realmente no lo son: la realidad virtual implica la parodia profunda en 3D, el seguimiento de movimiento y la pantalla que apunta con la cabeza; todas estas cosas se usan en la industria / investigación y han existido por un tiempo (los primeros experimentos estereoscópicos fueron hace mucho tiempo) y desde que el VIVE llegó por primera vez con esos faros tan impresionantes que es mucho más útil y atento, porque de repente es casi gratis (solo un pequeño error de redondeo en grandes costos industriales).

          la teleoperación podría ser VR o no. Y hay mucho más.

  • estereoscopio3d dice:

    Es interesante que tan pocos de los comentarios sean correctos y muchos estén equivocados. Mucha gente no comprende los principios básicos detrás de la visión y no ha leído historia ni estudiado la ciencia de la visión humana. La realidad virtual pretende ser la simulación de la visión en la vida real, pero no siempre cumple ese objetivo. Ciertamente, las imágenes deben ser nítidas desde el punto cercano al infinito. La vivienda humana y la virginidad están controladas por dos grupos de músculos diferentes. Los músculos de la vivienda ciliados se encuentran dentro del ojo mismo, mientras que los músculos extraoculares que ajustan la virginidad se denominan así porque están fuera de los ojos. Si bien ambos trabajan normalmente juntos, no están conectados físicamente entre sí. Es por eso que no hay conflicto sobre la varilla de la carcasa. Si lo fuera, las imágenes estereoscópicas artificiales, como las películas en 3D y la realidad virtual, no funcionarían. El cerebro compensa notablemente la mayoría de las diferencias, aunque minimizar estas diferencias es más cómodo de ver. Si se hace correctamente, la realidad virtual puede ser una experiencia visual extremadamente agradable.

    • Andy dice:

      ¿Viste el video en absoluto?

      Habla sobre cómo lidiar con el conflicto de vivienda convergente la mayor parte de la presentación.

    • Frédéric López dice:

      Es curioso cómo explicas que la gente no sabe de qué están hablando y, en la siguiente oración, dices que no hay conflicto sobre la barra de vivienda.

      Busque en Google Académico este término exacto y encontrará muchos artículos sobre el tema, puede comenzar con los de Martin Banks para un buen comienzo. Este problema se conoce desde hace bastante tiempo y no tiene nada que ver con un vínculo supuestamente físico entre la virginidad y la vivienda.

      Y no se trata de si el 3D y la realidad virtual funcionan o no, sabemos que funcionan, se trata de causar molestias visuales, fatiga ocular y dolores de cabeza. Se ha estudiado a fondo y sabemos desde hace más de dos décadas en qué condiciones ocurre, incluso se explica en la documentación de Oculus.

      Y aunque estoy de acuerdo en que es totalmente posible generar imágenes que no provoquen este conflicto, hace imposible que estas imágenes reproduzcan por completo lo que veríamos en el mundo real.

  • Andy dice:

    Chicos, al menos lean la publicación y / o vean la presentación del video (entre otras cosas ‘buenas’) antes de comentar.

    El cartel escribe sobre ello, pero no utiliza el nombre del problema (conflicto convergente-vivienda). Casi toda la presentación trata sobre este tema. Esto también se conoce como desajuste de carcasa-convergente, es un problema conocido de las pantallas montadas en la cabeza (HMD).

  • Joel dice:

    Su sistema todavía no parece manejar objetos translúcidos de cierre automático, por lo que escenas como un cuenco de vidrio con cubos de gel verde translúcido en múltiples orientaciones probablemente generarían señales profundas durante la toma de imágenes. Un sistema así no puede reproducir realmente un entorno volumétrico como Holodeck, sino que utiliza un mundo de superficie reducido que es al menos factible por computadora.

    Personalmente, creo que los entornos de auriculares parecen un remedio genial, pero todavía me dan mareos después de 5 minutos. Mi nueva XBOX HMD probablemente tendrá un complemento adicional.
    😉

    • Frédéric López dice:

      Quería decir que también sería problemático reflejar superficies como espejos y volúmenes traslúcidos como nubes, niebla, humo, fuego, etc., pero aparentemente parecen tratar este caso con una mezcla optimizada mientras leen el artículo.

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