Gerçek VR testi nedir: Oculus baş bilim adamı, insan-bilgisayar etkileşiminin geleceği hakkında konuşuyor
Lei Feng.com: Son zamanlarda, Oculus Baş Bilimcisi Michael Abrash 3. Küresel Büyük Zorluklar Zirvesi'ne (Küresel Büyük Zorluklar Zirvesi) katıldı. Ulusal Mühendislik Akademisi, Kraliyet Mühendislik Akademisi ve Çin Mühendislik Akademisi dahil olmak üzere bu konferansın birçok sponsoru var. Bu konferansta Abrash, katılımcılarla VR hakkında bazı derinlemesine görüşleri paylaştı. Aşağıda Abrash'ın konuşması kesinlikle kesilmemiş. Bu makale Leifeng.com tarafından resmi Oculus blogundan derlenmiştir.
Michael Abrash
Bu VR etkinliğine katıldığım için burada olmaktan çok mutluyum. Gerçekten de gerçek bir zorluk. Konferansın süresi ve teknolojinin derinliği ve genişliği emsalsizdir. Ek olarak, yaşam tarzımız üzerinde potansiyel bir etkisi vardır.
VR'nin geçmişi, 1968'de Ivan Sutherland'ın Sword of Damocles'a (başa takılan bilgisayar) kadar uzanabilir. Ancak yarım yüzyıl sonra, sanal gerçekliğin gerçek gövdesini keşfetmek için gerçekten yola çıkmaya başladık. VR'nin geleceği hakkında konuştuğumuzda, potansiyel etkisini gerçekten fark etmeye başlarız ve bu sürecin başlangıç noktası insan deneyiminin doğasıdır.
Yaşadığımız gerçeklik, aslında genlerimizdeki sayısız varsayıma ve doğumdan beri çeşitli deneyimlere dayanarak zihnimizde inşa edilmiştir. Elbette, duyularımız tarafından alınan bazı dağınık veriler var.
Tüm gerçeklik sanaldır.
Bu cümle yeterince şok edici mi? Bu öneriyi daha önce hiç düşünmediyseniz, korkarım şok o kadar açık değil. Bu yüzden burada tekrar söylemek istiyorum: Aslında, deneyimlediğimiz sözde gerçeklik, oldukça eksik verilere dayanarak zihnimizde inşa edilmiştir. Genellikle, bu veriler gerçek dünyayla yakından eşleşebilir, ancak gerçekliğin gerçek bir yansıması değil, dünyanın en olası durumu hakkında bir mantıktır.
Birkaç örnekle kendimiz hakkında bilgi edelim. Aslında, gerçekliğe bakışımız sadece en iyi tahminimizdir.
Masanın altındaki beyaz tuğlayı ve masanın yanındaki siyah tuğlayı görüyor musunuz?
Aşağıda, resimdeki diğer çinileri kaplıyoruz.
Aslında gri seviyeleri tamamen aynı.
Ancak, gölgeye koyarsanız, karo görsel olarak beyaz olur ve parlak ışık altına yerleştirildiğinde siyah olur. Işık yoğunluğu, bağlama dayalı bir tür muhakemedir Görsel sisteminiz muhakemeyi otomatik olarak tamamlar, böylece gri yerine beyaz ve siyah görürsünüz.
İkinci bir örnek alalım. Lütfen bu resme dikkatlice bakın Resimdeki iki masaüstünden hangisi daha geniştir? Hangisi daha uzun?
Bunu görebiliyor musun?
Şimdi cevap ortaya çıkıyor, aslında iki masaüstünün boyutları tamamen aynı. Yukarıdaki ışık yoğunluğu kavramı gibi, masaüstünün boyutu da metin tabanlı bir muhakemedir.
Aşağıdaki örnekler daha eğlencelidir, ancak aynı zamanda gerçeklikle uyumlu olmayan birkaç üst düzey muhakeme içerir.
Açıkçası, "görmek inanmak değildir."
Penceredeki bazı ipuçları var olmayan bir bakış açısına işaret ediyor, bu yüzden görsel sisteminiz pencerenin yarıya kadar döndürüldüğünü düşünüyor. Bu bakış açısının doğruluğunu kanıtlamak için, pipetin doğrudan pencereden döndürüldüğünü hissedeceksiniz, ancak bu senaryo hiç gerçekleşmiyor.
Başka bir örneğe bakalım.
Bu sefer görüş sistemimiz yine aldatıldı.
Algılama sistemimiz oldukça makul bir mantık yürüttü ve videodaki yüz yükseltilmiş gibi görünüyordu.
Aslında yine kandırıldık.
Bu yüzden herkesin gerçeklik görüşünün en iyi tahminden başka bir şey olmadığını söyleyebilirim. Başka bir video izleyelim:
Belli ki videodaki kadın kahraman "bar, bar, bar" diyor. Şimdi ikinci videoya bakıyoruz:
Burada "uzak, çok uzak" dediğini açıkça duyabiliyoruz. Ama gerçek şu ki her iki videoda da "uzak" değil, "bar" dedi. Görsel sistemin ipucu yüzünden "uzak" dediğini duyduk.
Kafa karıştırıcı geliyor mu? Sonra ona başka bir şekilde bakarız. Bu sefer ses kaydında görünen kelime hala "bar", ancak bölünmüş ekran kullanacağız. Bir taraftaki videoda "uzak" ruj ve diğer taraf "bar" olacak. Video oynatılırken, işitme değişiklikleri sürecini deneyimlemek için lütfen gözlerinizi iki klip arasında çevirin.
Benim görüşüme göre, Magk etkisi denen etkiyi deneyimlememiz zor (yani insan işitme, görme tarafından aşırı derecede etkilenecek ve yanlış işitme ile sonuçlanacaktır) ve deneyimlediğiniz gerçekliğin sadece bir tür olduğuna inanmak da zor. Bırakın sözde gerçek dünya metni yansıtılır. "Uzak" kelimesini duyduğunuzda, Fourier Dönüşümü (Fourier Dönüşümü, sinyalleri analiz etmenin bir yöntemi) size ilgili ses bilgilerini aktarmayacaktır. "Uzak" kelimesi kulak zarlarınızı hiç etkilemez, ancak yine de dinlediğinizi hissedersiniz. Geldi.
VR için bu çok önemlidir: Kaynak ne olursa olsun, deneyimlediğimiz gerçeklik, düşüncemizin son kararı verdiği, çıkarılan girdiye dayanır. Bu nedenle, VR doğru mantık girdisini sağlayabilirse, deneyimlemek istediğimiz her duyguyu deneyimleyebiliriz ve bu deneyim son derece gerçekçi hale gelecektir.
Bu kavramı ilk düşündüğümde, sanal bir düşme testi deneyimlemek üzereydim. O sırada dizlerimin donduğunu hissettim ve görünmez bir kuvvet arka ayaklarımı itti. Bilincim bana her şeyin sahte olduğunu söyledi ama düşeceğimi hissetmekten kendimi alamadım. Bu ilke VR'ye uygulanırsa, mutlak potansiyel sınırsızdır.
Bence en çok yankılananın sanal bir çalışma alanı olduğunu düşünüyorum, burada eksiksiz bir sanal ekran ve holografik görüntü setimiz var ve çalışma alanının stili herhangi bir zamanda değiştirilebiliyor. Aynı zamanda diğer kişiler de her an çalışma alanına girebilir ve ben de onların çalışma alanlarını ziyaret edebilirim. Bu şekilde, verimliliğim kesinlikle büyük ölçüde artacak ve iş oldukça ilginç hale gelecek, ilk kez bir PC kullanıyormuş gibi hissettiriyor.
Aslında, doğrudan analoji için burada PC'den bahsediyorum. PC'nin 40 yıldan daha uzun bir süre önce doğuşu, insan tabanlı bilgi işlem alanındaki ilk büyük sıçramaydı. VR'nin ikinci sıçramaya öncülük edeceğine inanıyorum. Gelecekte dijital dünya ile etkileşimimiz artık düz ekranlar üzerinden olmayacak, ihtiyaç duyduğumuz sürece dijital alanda yaşayabiliriz.
Bu hedefe ulaşmak için ne yapmalıyız?
Yukarıdakiler sanal gerçeklikten beklentim, ancak bu hedefe ulaşmak için çok sayıda teknolojik yeniliğe ihtiyacımız var.
VR, algılama sistemimizi yönlendirmek istediğinden, görme, işitme, dokunma, koku alma ve denge dahil olmak üzere duyularla başlamalıyız. Bence kısa vadede son üç duyum VR tarafından "kontrol edilemez" ancak görme, duyma ve dokunma konusunda kesinlikle bir sorun yok.
Görüş açısından, çözünürlüğü, netliği ve dinamik aralığı iyileştirirken sanal gerçekliğin görüş alanını gözümüzün görüş alanı ile eşleştirmemiz, ayrıca alan derinliği de kontrol edilmelidir.
İşitme açısından, uygun mekansal tasarıma (anlamda sesin kaynağı), tam mekansal yayılmaya (sesin sanal uzayda nasıl hareket ettiği) ve kapsamlı yeteneğe ihtiyacımız var.
Dokunma hissinin gerçekleştirilmesi hala oldukça zordur. El, en iyi dokunsal taşıyıcıdır ve dünya ile iletişim kurmamızın ana yoludur. Şimdi yapabileceğimiz şey, dokunsal deneyimi biraz titreşim ve dirençle simüle etmektir. Bununla birlikte, gelecekte bir gün, insanlar doğrudan dünyayla temas kurmak için bir tür eldiven veya dış iskelet giyebilirler.
Algılama sistemine sanal bilgi enjekte etmenin yanı sıra, VR aynı zamanda gerçek dünyayı algılamasına, yeniden yapılandırmasına ve anlamasına izin veren makine algısını da gerektirir. Bununla birlikte sadece kask takarak güvenle hareket edebiliyoruz çünkü evdeki mobilyalar otomatik olarak sanal dünyaya girecek. Tabii ki, insanları sanal dünyaya getirebilmek daha iyi olacaktır.Bu yeni tip yüz yüze iletişim, dünyanın herhangi bir köşesindeki arkadaşlarımızla uzaktan iletişim kurmamızı sağlar.
VR'yi daha popüler hale getirmek için bu özelliğin tanıtılmasının çok önemli olduğuna inanıyorum, çünkü yetenek dünyadaki en ilginç şey. Bununla birlikte, insan türüne çok aşinayız, bu nedenle sanal insan simülasyonundaki küçük kusurları görebiliriz.
Son olarak, VR'nin geliştirdiğimiz en güçlü kapsamlı algılama teknolojisi olduğunu söylemek istiyorum, bu yüzden anahtar insan algısının gizemini ortaya çıkarmaktır. Basitçe ifade etmek gerekirse, sanal gerçekliğin anahtarı çeşitli teknolojiler değil, bu teknolojilerin insan algılama sistemiyle uyum içinde çalışmasını sağlamaktır, böylece gerçek bir deneyim yaşanabilir.
Genel durum göz önünde bulundurulduğunda, sanal gerçekliğin birçok yerde iyileştirilmesi gerekiyor, bu yüzden de büyük bir araştırma alanı bırakıyor.Sadece insan algısını değil, aynı zamanda algılama ve yeniden yapılandırmayı da içeriyor. Bu alanları keşfetmek için birinci sınıf araştırmacılara ihtiyacımız var. Aynı zamanda, çok departmanlı işbirliği de çok önemli ve VR kapsamlı bir iş.
Az önce bahsettiğim, hünerli mobil "ellere" sahip olmanız gereken sanal çalışma alanını alın. Aynı zamanda, mevcut kulaklık esas olarak 2 metre ötedeki şeylere odaklanır. 1 metreye kısaltılırsa, Sanal odaklanma ve kullanım rahatlığı ortaya çıkabilir ancak iş için en uygun mesafe 1 metredir.
Basitçe söylemek gerekirse, bu sorunu çözemezsek, sanal ortamda çalışmak yanlış bir önermedir. Benzer şekilde, sesin mekansallaşması da çok önemlidir, kaynağının yönü ile ilgili bir sorun varsa, VR dünyasında da "zıplarsınız". Daha yüksek ekran çözünürlüğü, evdeki her şeyi ve hatta sanal dünyadaki sanal insanları yeniden yapılandırmak gibi başarmak istediğimiz pek çok şey var ve bunlar çözemediğimiz problemler, bu nedenle araştırmacıların çeşitli alanlarda çok çalışmaları var. Yapmak.
Sanal gerçekliğin karşılaştığı üç önemli sorunu öğrenelim, hadi ekranla başlayalım.
VR ekran odak
Şu anda, bir VR başlığının ekran sistemi sadece bir ekran ve bir büyüteç kombinasyonundan ibaret. Bu cam tabakalara baktığınızda, yalnızca odak uzaklığına sahip tek bir görüntü görüyorsunuz.
Ama soru şu ki, nereye odaklanmalıyız?
Yukarıdaki resmin sağ tarafına, odağı sonsuzluğa, yani pencerenin dışına koyuyoruz, böylece elde edilen görüntü gerçek şeye daha yakın, soldaki resme çok benziyor.
İkinci resimde, odak sağda değişir ve odak en yakın bitkide olduğundan, resim bulanıklaşır. Burada cihaz hala mesafeye odaklanıyor, ancak gözleriniz en yakın bitkiye odaklanıyor.
Bu nedenle, odaklanma sorunuyla başa çıkmanın daha iyi bir yolunu bulmalıyız.
Bugün, ilkeleri net bir şekilde açıklayacak vaktim yok, ancak en azından son birkaç on yılda keşfedilen birkaç potansiyel çözümü kabaca açıklayabilirim.
Şimdi lütfen kendinizi basit bir 3D oyun sahnesine götürün.
Oftalmolojik bir bakış açısından, tüm oyun ekranı 0-4 diyoptriyi kaplar.Görüntüyü netleştirmek için, mevcut VR kulaklıkların diyoptri genellikle 0,5'tir. Açıktır ki, bu durumda, daha yakın olan nesneler bulanıklaşacaktır.
Bazı insanlar bu sorunu çözmenin en iyi yolunun yeni bir odak düzlemi eklemek, eşzamanlı görüntüleme yöntemi veya hızlı sürekli görüntüleme olduğunu düşünüyor.
Algılama bilim adamları, yalnızca 4 diyoptri ile her şeyi mükemmel odak noktasına getirmek için yeterli odak düzlemi oluşturamayacağınıza inanıyor.
Ama sorun değil, yavaş yavaş bu odak düzlemlerine adapte olabiliriz.
Ricoh'daki araştırmacılar yakın zamanda denediler.Doğru uyarlanabilir optiği seçerseniz, yakındaki odak düzlemlerini kaldırabilirsiniz, ancak odak düzlemleri arasındaki nesneler bulanıklaşacaktır. Bu araştırmayı bir süre düşündükten sonra Oculus araştırmacıları, daha fazla odak düzlemi eklemek yerine, her bir odak düzlemini daha güçlü hale getirmenin daha iyi olduğuna inanıyor. Böylece odak düzleminin bir kısmını çıkardılar ve geri kalanını büktüler.
Bu nedenle, daha karmaşık uyarlanabilir optik enstrümanlar kullanabilirsek, belirli bir odak düzlemi veya birkaç odak düzlemi sahnedeki nesneleri tamamen kaplayabilir.
Şimdi önce bir simülasyona bakalım.
Bu resimde, ilk bakışta, uzak görüntüdeki nesnelerin hepsi odaktadır, ancak ön plan boştur. Şu anda, ön ve arka sahneler arasında ileri geri bakabiliriz ve ön planın yavaşça odaklandığını göreceksiniz.
Yani bu fikrin hala kendine göre avantajları var.
Elbette simülasyondaki başarı olasılığı daha yüksek olacak, bu yüzden doğrudan bir test makinesi yaptık.
Yukarıdaki resim, kamera tarafından uzay ışığı modülatörü ile kaydedilen test makinesinin ekran resmidir. Kamera test makinesine yerleştirildiğinde görüntünün kontrastı küçülecektir.
Odaklanmamız gereken ilk şeyin uzaktaki nesne olduğunu ve ardından yakın nesnenin sorunsuz bir şekilde odaklanabildiğini gördük.
Elbette bu süreç tersine de çevrilebilir, böylece göz takibi olmadan başarılı bir şekilde odaklanabiliyoruz.
Yukarıdaki resim, mevcut sabit odaklı ekran (solda) ve uyarlanabilir odak ekranı (sağda) arasında bir karşılaştırmadır Sağdaki yeni teknoloji gerçekten etkilidir.
Öğrenci sorunları
Bahsetmek istediğim ikinci büyük zorluk, sanal gerçeklik endüstrisinde kilit bir teknoloji olan ve birçok hesaplamalı optik teknolojisinin temeli olan göz izleme.
Mevcut göz izleme teknolojisi temel olarak gözbebeği ve korneadaki flaşların izlenmesine dayanmaktadır.
Video, öğrenci izlemenin nasıl çalıştığını gösterir, ancak öğrencinin boyutu ve şekli değişecektir.
Korneadaki flaş, göz bebeği izleme eksikliğini telafi edebilir, ancak aynı zamanda uygun aydınlatma sistemini ve kamerayı halihazırda devasa olan başa takılan cihaza nasıl yerleştiririz gibi bazı sorunları da beraberinde getirir? Aynı zamanda, insanların farklı yüz şekilleri var.İzleme sonuçlarının% 100 doğru olmasını nasıl sağlayabiliriz?
Ayrıca göz, standartlaştırılmış bir küf tarafından "üretilen" bir organ değildir.
Gerçek sorun, mevcut göz izleme teknolojisinin, göz bebeğinin konumuna ve korneadaki yanıp sönen ışığa bağlı olarak fotonun retinadaki konumunu belirlemesidir. Aslında, retinadaki değişiklikleri doğrudan izlemek en iyi çözümdür, ancak bu yeni bir dizi göz izleme teknolojisi gerektirir.
"Gerçek insanları" sanal alana gönderin
Üçüncü zorluk, sanal dünyadaki gerçek insanların yerini alan sanal karakterlerdir. Az önce de söylediğim gibi, bu, insanların sanal gerçekliği yaygın olarak kabul etmelerinin en önemli nedenidir.
"Gerçek insanları" sanal alana göndermek için en az 4 farklı izleme teknolojisine ihtiyacımız var ve bu teknolojiler şu anda yeterince olgun değil. İlk teknoloji göz takibi, ikincisi ise el takibi.
Aşağıdaki video mükemmel bir el takibini göstermektedir:
İnsan eli 25 dereceye kadar serbestliğe ve birçok kendi kendine kapanma problemine sahip olduğundan, mevcut el takip sistemleri oldukça karmaşıktır.
Yüz, insan vücudunun en etkileyici kısmıdır, değişiklikleri çok ince olabilir, bu nedenle izlemesi en zor olanıdır ve yüz izleme üçüncü izleme teknolojisidir.
Yukarıdaki video, gerçek zamanlı yüz izlemenin en son teknolojisini göstermektedir. Pek çok atılım olmasına rağmen, hala olgunluktan uzaktır.
Dördüncü izleme teknolojisi iskelet ve insan takibidir.Hala daha yapılacak çok iş olmasına rağmen, şimdiden gerçek bir savaşa sokulabilir. Bir sonraki adım, kamera sistemini daha kullanışlı hale getirmek için değiştirmektir.
Sanal karakterin arkasındaki teknoloji bize pek çok ilginç soru getiriyor, ancak en ilginç olanı "sanal karakteri ikna edici kılan anahtar faktör nedir".
Bu sorunun cevabı hala bilişsel bilim ve sosyal psikolojide bulunabilir ve ilk başta çok fazla veri aramak zorunda kaldık: Aşağıdaki video, Yaser Sheikh'in araştırma sonuçlarının bir kısmını göstermektedir.
Harika görünmesine rağmen, bu videodaki 1 saniyelik karenin oluşturulması 2 saat sürüyor, bu nedenle gerçek uygulamadan hala çok uzak.
VR'nin geleceği
Bunlar, VR'nin karşılaştığı zorluklardan sadece birkaçı ve bunları tek tek çözmek uzun zaman alabilir. VR, keşfetmemiz için büyük bir alan hazırladı ve ona daha fazla enerji harcamamız gerekiyor. Gizemi bitirmek istiyorsanız, onlarca yıllık sürekli inovasyonu deneyimlemeniz gerekecek.
Saf anlamda, VR aynı zamanda mutlak bir zorluktur. Açıkçası, çok zor ve birçok alanda işbirliği gerektiriyor. Ancak bu tam olarak özetlemiyor. Makro açıdan bakıldığında VR, son 70 yıldaki bilgisayar devriminin ve bir yüzyılda bilgi teknolojisinin gelişiminin zirvesidir. Gelecekte, dijital dünya ile etkileşim için kesinlikle yeni bir arayüze sahip olacağız ve benzer tam bant genişliği ve biyolojik işleme teknolojileri birbiri ardına eklenecek.
Sanal gerçekliğin büyük bir potansiyeli var, insan deneyiminin kapsamını ve derinliğini artırabilir. Nihayet başarılı olursa, kesinlikle zamanımızın en önemli teknolojisi haline gelecektir.
