Perfekte VR-Optik: Dieses außergewöhnliche Gerät legt die Grundlage

Perfekte VR-Optik: Dieses außergewöhnliche Gerät legt die Grundlage

Aktuelle VR-Brillen bringen unschöne Bildverzerrungen mit sich. Metas Verzerrungssimulator wird helfen, dieses Problem zu lösen.

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Die in VR-Brillen eingesetzten Linsen vergrößern das Bild des vorgeschalteten Displays und sorgen auf diese Weise für ein weites Sichtfeld. Eine unerwünschte Folge der Lichtbrechung sind Bildverzerrungen und Farbsäume um Objekte. Sie beeinträchtigen die Immersion und können bei längeren VR-Sitzungen zu Unwohlsein und Augenschmerzen führen.

Eine Hand hält eine große Linse, die ein darunterliegendes Gittermuster verzerrt.

Der Einsatz von Linsen geht mit Verzerrungen einher, wie auf diesem Bild gut zu erkennen ist. | Bild: Tested

Die optischen Abweichungen werden in der Regel von einer Headset-Software korrigiert, jedoch nicht vollständig. Der Grund ist, dass ein Teil der Verzerrung durch Bewegungen des Auges entsteht: Die Verzerrung ändert sich dynamisch, je nachdem, wohin man schaut. Dies führt dazu, dass sich Virtual Reality weniger realistisch anfühlt, da sich alles ein wenig bewegt, wenn sich das Auge bewegt.

Bisherige Software-Lösungen sind statischer Natur und können die durch Augenbewegungen verursachte Verzerrung nicht korrigieren.

Langsame Iteration verhindert effektive Forschung

Die erste Hälfte des folgenden Videos veranschaulicht diese subtile Verzerrung, die in der Fachsprache als Pupillenschwimmen bezeichnet wird. Bei VR-Display-Systemen mit variablem Fokus (siehe Metas Half-Dome-Prototyp) ist diese Art Verzerrung besonders auffällig, weshalb eine dynamische Verzerrungskorrektur hier noch wichtiger ist.

Die wird durch Eye-Tracking ermöglicht: Die VR-Brille erfasst Augenbewegungen und gibt die Information an eine Software weiter, die die Verzerrung dynamisch korrigiert.

Die große Herausforderung liegt in der Entwicklung der Korrekturalgorithmen: Die Display-Forscher:innen müssen Linsen und Headsets herstellen, um entsprechende Software in der Praxis testen und anpassen zu können.

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Ersteres kann Wochen oder sogar Monate dauern, was quälend langsame Iterationszeiten mit sich bringt. Hinzu kommt, dass die Testgeräte den Forscher:innen unterschiedlich gut passen, was zu abweichenden Studienergebnissen führen kann.

Verzerrungssimulator erlaubt Rapid Prototyping

Um diese Probleme zu lösen, entwickelten Metas Display-Forscher:innen einen Verzerrungsimulator: eine von der Decke hängende Vorrichtung mit Kinnstütze und Handgriffen, die eine horizontale Drehbewegung des Kopfes zulässt.

Eine Software simuliert verschiedene virtuelle Linsen, Auflösungen und Sichtfeldweiten und stellt sie auf einem nahe der Vorrichtung angebrachten großen TV dar, der via Shutter-Brille ein 3D-Bild erschafft. Auf diese Weise können die Forscher:innen verschiedene optische Designs und Verzerrungskorrekturalgorithmen untersuchen und gleichzeitig zeitaufwendige Iterationen mit selbstgebauten Headset-Prototypen eliminieren.

Dieses Rapid Prototyping beschleunigt die Forschung im Bereich der VR-Linsenverzerrung und könnte den Weg zu verzerrungsfreier VR-Optik ebnen, heißt es in einem Blogbeitrag. Meta will den Verzerrungssimulator im August auf der SIGGRAPH-Konferenz näher vorstellen.

Norman Chan vom Youtube-Kanal besuchte Metas Forschungslabore und konnte die Vorrichtung ausprobieren. Weitere interessante Forschung im Bereich der VR-Displays findet ihr im Artikel Next-Gen-VR: Meta zeigt neue VR-Prototypen.

Quellen: Tech at Meta