AR/VR眩晕将阻碍元宇宙发展

2021-11-08

于2021年10月28日,创立者马克·扎克伯格宣布将其公司集团之名更改为Meta,此举昭示其全面押注于元宇宙的决心与愿景。在Facebook主动引领下,元宇宙议题在全球科技领域激起了巨大波澜,成为瞩目的焦点话题。

随着元宇宙概念的升温,虚拟现实、增强现实以及混合现实等支持性装备亦迎来了新一轮的热度,它们成为了市场竞相追逐的对象与资本追捧的亮点。这一动态不仅反映了科技领域对未来的前瞻探索,同时也预示了相关技术加速发展的新浪潮。

确实,当前支撑虚拟现实的设备领域仍存在若干需要精进之处,特别是长期以来备受批评的晕动症现象,这无疑成为了一道待跨越的技术鸿沟。

借助虚拟现实技术,用户得以沉浸于一个集环境模拟、数据融合、三维视景以及系统仿真于一体的高度拟真环境中。此技术通过多维图像信息的呈现,旨在营造出一种身临其境的感觉,从而为体验者带来前所未有的互动与探索体验。

然而,在接收这些多元化的视觉信息时,人体基于双眼效应原理对其进行深度感知:两眼间的差异构成立体视角的基础,进而估算出三维空间中的距离。若此双眼与图像之间的三角形关系存在显著偏差,则会导致深度感知的不准确性,引发用户出现眩晕感,这极大地影响了VR体验的质量和沉浸感。

为了应对这一挑战,制造商们致力于提升显示屏的技术水平,并通过优化实时数据传输来寻求解决方案;同时,他们还将眼球追踪作为重要的研发方向。在这众多策略中,MEMS传感器扮演着关键角色。作为微电子技术与多个学科融合的前沿研究领域,MEMS传感器在经过四十余年的蓬勃发展中,已成为全球科技界关注的焦点之一。

博世近期发布了一款先进的6轴惯性测量单元——BMI085,此设备集成了3轴16位MEMS加速度传感器与3轴16位MEMS陀螺仪,专为优化增强现实和虚拟现实设备的性能而精心设计。该器件特别适用于对精度要求极高的VR及AR应用领域,包括导航、人体动作追踪以及高端游戏体验。通过BMI085的应用,不仅能够显著减少VR与AR内容展示中的延迟现象,还有效降低了用户在沉浸式体验过程中的眩晕感,为用户提供更加流畅、舒适的互动感受。

以六轴惯性测量单元构建的6自由度虚拟现实装置,其优势在于能提供远超于三维运动VR设备的沉浸体验维度。不仅能够捕捉并响应头部旋转所导致的画面视角转换,还能精确追踪身体在空间中的全方位移动——上下、前后、左右的位移变化。得益于精准的位置感应技术,该VR设备能实现高度一致的内容跟踪性能,这是大幅减轻虚拟现实与增强现实设备常见眩晕感的关键所在。

在六轴惯性测量单元领域,TDK的创新之作——InvenSense ICM-42688-P高性能运动传感器,为可穿戴设备的应用开辟了新纪元。相较于传统的消费级IMU,ICM-42688-P实现了噪声系数降低40%,以及温度稳定性提升两倍的卓越性能,确保在多变的环境条件下,依然能以最高精度捕捉并解析任何运动事件。此款传感器配备了InvenSense内置式on-chip APEX运动处理引擎,为手势识别、活动分类与计步器等应用场景提供精准解决方案。

TDK集团在其技术领域内独具匠心,特别专注于将微型机电系统集成于超声波飞行时间传感器之中,此类传感器现已被广泛应用于虚拟现实和增强现实等前沿科技领域。相较于光学ToF传感器,TDK的超声波ToF传感器——CH-101具备卓越的距离测量性能,其能够准确捕捉并计算至物体的实际距离,不论该物之大小、色彩或透明度如何。更值得一提的是,这些传感器完全不受周围环境噪音干扰的影响,包括那些有害的音频和背景噪声。

通过引入CH-101这类先进传感器,TDK成功地实现了虚拟空间中的身体运动与现实世界中的身体运动之间的无缝融合与精确追踪。这一技术革新不仅显著提升了VR和AR应用的整体体验,更在人机交互、游戏娱乐以及工业自动化等多个领域开辟了新的可能性。其出色性能及稳定性,在增强用户沉浸感的同时,也为创新科技的未来发展奠定了坚实的基础。

该专利揭示了一套创新的微型眼动跟踪系统,其核心组件包括一个摄像头、一款微机电系统装置以及一台处理器。摄像头捕捉到眼部影像后,由MEMS设备精确控制镜头视角的方向。随后,处理器接收来自摄像头的双眼图像信息,精准定位出图像中的眼球位置,并据此操作MEMS器件使相机始终保持对准视线方向。这一机制有效地实现了主动式追踪,从而在视觉体验中显著降低了眩晕感的发生概率。

伴随着微机电系统传感器功能的日益完备和技术的不断演进,结合5G通信与人工智能的融合应用,能够显著提升虚拟现实与增强现实内容的真实感,从而为构建全息互联的元宇宙世界提供了坚实的技术基础。

文章推荐

相关推荐