虛擬現實頭顯最熱話題——解讀注視點渲染技術

　　注視點渲染技術（Foveated Rendering）是目前虛擬現實領域經常被討論的話題，代表了虛擬現實頭顯的未來。在這篇來自RoadtoVR的文章中，德國眼球追蹤技術公司SensoMotoric Instruments的Tom Sengelaub闡述了該技術的前景。Tom Sengelaub在2008年加入SMI公司，現在是公司負責解決方案交付的經理。
 

 
　　相比光鮮的規格表，當在具體應用程序的驅動下，科技創新能達到影響力最大化。這家擁有25年曆史的眼球追蹤技術公司，讓我們明白感知是全沉浸式體驗的重要元素之一。
 
　　注視點渲染技術允許我們利用人類感知知識來節省大量的計算工作。當我們看一個全渲染的場景，大部分計算工作是浪費了的，因為我們的眼睛隻能接納我們注視點中心的細節。通過了解用戶準確的觀察區域，我們隻需要全分辨率渲染該區域。
 
　　當渲染大量圖形場景時，注視點渲染技術能充分利用人類的視覺係統。在我們廣闊的視野中，隻有一小部分被高度集中觀察了。任何超出了我們注視區中心5度以上的東西都會逐漸降低清晰度，這緣於負責觀察色彩和細節的視網膜上的視錐細胞的濃度不同。
 
　　擁有高密度視錐細胞的區域叫中央凹，跟我們視野中注視點相對應。我們的眼球運動非常快，能達到1000度/秒，要求技術能 高速有效地解讀用戶的注視點。我們快速、精準、低延時的眼球追蹤技術能幾乎瞬間把用戶的目光提供給渲染管道，所以注視點中心總能匹配渲染中的全分辨率區域，而從中央凹往視周邊緣的視敏度會逐漸降低，相應的分辨率上的下降與光柵化遊戲引擎在目前無法匹配對應。
 

 
　　因此，我們采用渲染區，並給它們分配不同的分辨率比例，匹配用戶視野中的不同視敏度。當在頭戴設備（HMD）中渲染一個高清場景時，我們發現為我們視野的近周和遠周區域采用3個相對用戶注視點分別是100%分辨率、60%分辨率和20%分辨率的渲染區是最佳的。
 
　　當你戴上頭顯時，采用注視點渲染技術的場景中的分辨率的下降非常明顯。如果所有的參數都是正確設置，注視點渲染與全分辨率渲染的差別幾乎感覺不到，但好處就是降低了數倍的運算成本，高清屏2～4倍，未來4K、8K、16K屏則更多。
 
　　當前估計顯示屏的分辨率達到單眼16K時，人眼無法區分顯示屏與真實世界。在這個數上，相對要生成大量高速刷新的像素的巨大渲染吞吐量來說是非常有益的，甚至非常需要注視點渲染技術這樣的解決方案來降低GPU的負載。隻渲染眼睛所要看的，節省了計算機運算資源（似乎是未來移動虛擬現實的發展方向）以及耗電，這也幾乎是必然的需求。
 
　　至於注視點渲染技術什麽時候能帶來優勢，以怎麽去發展，我們還不清楚。Yivian在過去也有多次報道注視點渲染技術，這是幾乎是未來虛擬現實頭顯發展的方向。