微软专利用“眼动追踪+自适应光学”降低AR/VR NED设备重量成本
用注视点渲染来节省处理资源,从而降低设备的重量和成本
(映维网 2021年08月12日)可提供AR/VR体验的近眼显示器(Near-Eye Display;NED)可通过多种不同方式进行构建。例如在一个实现中,NED设备可以利用一系列的透镜来折射光线。又如在另一个实现中,波导可以将生成的图像从光学系统中的一个位置转换到另一个位置。这种波导可以由基板制成,并转换表示由光引擎生成的图像的传播光线,然后沿着光学路径将其传播到用户的一只眼睛或两只眼睛。
对于上述的透镜或波导实现,图像通常是在名为“视窗”的图像区域再现。这个图像区域可以对应于与用户眼睛相关的各种位置和角度。
但对于典型的NED设备,大视场图像的再现可能十分困难,因为用于显示大视场图像的现有技术通常旨在优化整个视窗中的图像,亦即针对大量的图像角度和瞳孔位置优化生成的图像,以应对任何方向的眼球运动和眼睛形状和大小的变化。这种全视窗图像优化会造成笨重和昂贵的NED设备,因为厂商一般需要采用复杂的光学组件以执行相关优化。
针对这个问题,微软在一份名为“Display with eye tracking and adaptive optics”的专利申请中提出了一种包含眼动追踪和自适应光学元件的显示器发明,通过注视点渲染来节省处理资源,从而降低设备的重量和成本。

在任意时刻,基于用户的眼睛位置,只有一小部分的视窗得以利用。另外,眼睛通常只在中心凹以高分辨率感知与瞳孔视线相对应的一小部分图像,外围区域则具有较低的感知能力。所以,可以同时可以结合上述两点来节省宝贵的处理资源,并因而降低NED设备的重量和价格。
通过确定用户眼睛的瞳孔位置和注视方向,NED设备不需要在整个视窗产生高分辨率图像,并只为对应于用户眼睛中心凹位置和注视方向的有限区域保留图像校正和/或优化或处理,而图像的其余外围区域可以利用较低的图像质量。
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