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什么是眼球凹渲染?如何在Varjo Base中設(shè)置眼球追蹤與凹渲染功能?

文章來(lái)源: 作者:jack 發(fā)布時(shí)間:2024年07月03日 點(diǎn)擊數(shù):

當(dāng)談到Varjo頭顯時(shí),它們總是與超高分辨率顯示器和有凹渲染聯(lián)系在一起,從而能夠高效地渲染到高像素的顯示器上。

本篇博文的主題是分享一些可用于OpenXR應(yīng)用程序的新設(shè)置,但在此之前,讓我們先了解關(guān)于有凹渲染的一些背景。有凹渲染的主題本身確實(shí)需要一些講解,因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)并不是廣為人知的,所以讓我們現(xiàn)為大家科普一下什么是有凹渲染。

了解有凹渲染

有凹渲染的基本思想可以追溯到人類視覺(jué)系統(tǒng)和眼睛的解剖學(xué)。需要理解的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是,人眼沒(méi)有能力以最高的靈敏度看到整個(gè)視野中的所有東西,甚至沒(méi)有能力感知整個(gè)視野中的顏色。眼睛能夠感知最高敏銳度的區(qū)域被稱為視網(wǎng)膜中央凹,外部的區(qū)域我們非正式地統(tǒng)稱其為周邊。以理想的分辨率渲染圖形的技術(shù)稱為有凹渲染,這種分辨率與眼睛感知的細(xì)節(jié)水平相匹配。有凹渲染將高分辨率渲染集中在視網(wǎng)膜中央凹上,并減少外圍區(qū)域的細(xì)節(jié)。當(dāng)與眼球跟蹤結(jié)合時(shí),即成為眼球跟蹤有凹渲染。

如今我們有許多技術(shù)來(lái)幫助游戲引擎實(shí)現(xiàn)有凹渲染,但最受歡迎的技術(shù)是基于一種將顯示分為兩個(gè)不同視圖的方案,也稱為四視圖。然后我們將它們組合在一起。這有兩種風(fēng)格,一種是不跟隨你的眼睛的靜態(tài)版本,另一種是由眼睛控制的版本。它們非常相似,你會(huì)在本篇文章的后半部分看到它的重要性。

視網(wǎng)膜中央凹進(jìn)的好處是顯而易見(jiàn)的

有凹渲染的優(yōu)勢(shì)是多方面的:

增強(qiáng)沉浸感。隨著高分辨率渲染聚焦在用戶觀看的地方,細(xì)節(jié)和真實(shí)感水平得到了提高,從而增強(qiáng)了XR體驗(yàn)的沉浸感。

性能提升。在不太需要的地方渲染較少的像素有助于保持較高的幀速率。

硬件效率。降低對(duì)硬件的需求允許更低的GPU規(guī)格。

這些優(yōu)勢(shì)是普遍的,但對(duì)于高端顯卡尤為重要,因?yàn)樵诟叨孙@卡中,增強(qiáng)的沉浸感和穩(wěn)定的性能提升是最受歡迎的。

四視圖、有凹渲染和OpenXR——完美匹配

回顧OpenXR的歷史,Varjo早在2019年就在OpenXR 1.0規(guī)范XR_VARJO_quad_views中添加了第一個(gè)固定視野擴(kuò)展,從那以后,通過(guò)與幾個(gè)合作伙伴合作,在游戲引擎中實(shí)現(xiàn)了對(duì)這一功能的支持。這一技術(shù)我們稱之為靜態(tài)的有凹渲染,其中高分辨率插圖不跟隨眼睛運(yùn)動(dòng)。

后來(lái),隨著技術(shù)的進(jìn)步Varjo引入了XR_VARJO_foveated_rendering擴(kuò)展來(lái)為該擴(kuò)展添加眼睛運(yùn)動(dòng),并且該技術(shù)已經(jīng)被合并到引擎插件中。

幾年后,有更多的內(nèi)容支持這兩種擴(kuò)展。但我們已經(jīng)看到,靜態(tài)凹視在應(yīng)用中得到了更廣泛的采用。然而,事實(shí)證明,一些已經(jīng)完成了基本XR_VARJO_quad_view集成工作的應(yīng)用程序,實(shí)際上可以很好地處理XR_VARJO_foveated_rendering中指定的附加行為。

意識(shí)到這一點(diǎn),并聽(tīng)取了一些用戶社區(qū)的反饋,Varjo決定在OpenXRruntime公開(kāi)一些設(shè)置,以幫助高級(jí)用戶在應(yīng)用程序使用任何foveated視圖配置時(shí)有機(jī)會(huì)改變其使用方式。

Varjo Base 4.3中新的OpenXR?runtime設(shè)置

有趣的是,只要游戲或游戲引擎選擇了Varjo的runtime視圖配置,那么該功能就可以在不同的視圖配置之間移動(dòng)。

這對(duì)于最近用虛幻引擎開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序尤其有趣,例如Vail VR。對(duì)于飛行模擬器DCS來(lái)說(shuō),這也是非常有趣的,它也支持四視圖(但不支持有凹渲染)。

事實(shí)證明,如果我們通過(guò)Varjo Base中的系統(tǒng)設(shè)置對(duì)這些應(yīng)用程序強(qiáng)制進(jìn)行有凹渲染,屏幕的有凹部分將開(kāi)始跟隨眼睛的運(yùn)動(dòng),應(yīng)用程序?qū)嶋H上處理得很好。這絕不是一個(gè)新的發(fā)現(xiàn),例如,有開(kāi)源項(xiàng)目在runtime注入代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),但現(xiàn)在沒(méi)有插件也可以做到。

另一方面,有一些已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)的應(yīng)用程序不會(huì)正確處理foveation或quad view,且尚未使用runtime和HMDs進(jìn)行測(cè)試。

對(duì)于這些程序,Varjo還增加了一個(gè)兼容性設(shè)置,它將與那些應(yīng)該使用常規(guī)非凹立體渲染的應(yīng)用程序進(jìn)行通信。這是最近在電子藝界WRC虛擬現(xiàn)實(shí)測(cè)試版中發(fā)現(xiàn)的。

因此,Varjo在Varjo Base 4.3中添加了Windows注冊(cè)表設(shè)置,通過(guò)在key下創(chuàng)建以下Windows注冊(cè)表設(shè)置,實(shí)驗(yàn)性地啟用更多的最終用戶控制。

HKEY _ LOCAL _ MACHINE \ SOFTWARE \ Varjo \ open xr

這些注冊(cè)表設(shè)置實(shí)際上允許最終用戶在表中的所有配置之間移動(dòng),只要應(yīng)用程序支持帶凹入的立體渲染(以前稱為Varjo四視圖)。

注冊(cè)表項(xiàng)可以用regedit.exe內(nèi)置于Windows中的工具。請(qǐng)注意,這是一個(gè)Windows power工具,如果使用不當(dāng),可能會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性的影響,因此請(qǐng)小心創(chuàng)建這些密鑰,并注意只更改上面指定路徑下的項(xiàng)目。

一些注意事項(xiàng)

一個(gè)常見(jiàn)的誤解是,XR_VARJO_quad_views和XR _ VARJO _ foveated _ rednering只會(huì)讓像我們的XR-3和VR-3這樣有四個(gè)物理顯示器的設(shè)備受益,但這并不準(zhǔn)確。它在Varjo Aero和XR-4上確實(shí)有好處,因?yàn)槊恐谎劬τ幸粋€(gè)物理顯示器,因?yàn)樗囊晥D和中心凹渲染是在Varjo的OpenXRruntime中實(shí)現(xiàn)的一種通用軟件技術(shù),它對(duì)物理顯示器進(jìn)行邏輯分區(qū),無(wú)論它們是兩個(gè)還是四個(gè)。

除了Varjo混合現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器之外還有一些開(kāi)源項(xiàng)目支持四視圖渲染,這也有助于展示這種為一般VR頭戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)有凹渲染的特定方式的價(jià)值。

我們之前在博客中列出的設(shè)置是實(shí)驗(yàn)性的,這意味著它們將在每次Varjo Base更新時(shí)被重置為默認(rèn)值。我們測(cè)試了一些應(yīng)用程序,并且已知可以與這些設(shè)置一起工作,這些程序包含DCS,Pavlov VR,Vail VR和7th Guest VR。

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