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目の動きを認識して処理負荷を軽くする「フォービエイデッド・レンダリング」の実力は?

次世代のVRヘッドマウントディスプレイに搭載されることが期待されているアイトラッキング。目の動きを認識することで実現する機能が「フォービエイデッド・レンダリング」と呼ばれる描画処理技術。SIGGRAPH2016では、NvidiaとSMIによるフォービエイデッド・レンダリングのデモが行われました。

フォービエイデッド・レンダリングとは

人間は見ている視界の中心で解像度が最も細かく(1px/50-60 arc-seconds)、輪郭に向かうにつれて解像度は徐々に荒くなっていきます。そのため、視線追跡技術を利用して、視界の中心を高解像度で描画して、そのほかの部分を低解像度で描画する描画手法をフォービエイデッド・レンダリングと呼びます。

説明では簡単なように見えますが、実際にはどのように解像度を調整するかが課題となります。

NVIDIAブースでのデモ

SIGGRAPH2016では、GPUメーカーのNvidiaとアイトラッキング技術を開発するSMIが共同でフォービエイデッド・レンダリングのデモを行っていました。SMIによって改造されたHTC Viveを使い、トラッキングの更新頻度は250Hz。現状はプロトタイプ版で、フォービエイデッド・レンダリングをどこまで追及するかその加減を調整しているとのこと。今回のデモでは、ユーザー体験を損なわないフォービエイデッド・レンダリングの実験過程を展示していました。

デモではまずユーザーの瞳孔に対してキャリブレーションをするために、画面上の点に目を合わせます。3回ほど点が動くとキャリブレーションが終わってデモシーンに移ります。まず、視線追跡が機能しているデモで、視線の中心部分が緑色に染まるという非常に簡単なものでした。

続いて、フォービエイデッド・レンダリングのデモに移ります。まず、従来のフォービエイデッド・レンダリングでは、かなり大雑把に解像度を低下させていてチカチカしたりと気になるゆがみが発生します。
フォービエイデッド・レンダリング

続いて、時間的に安定したフォービエイデッド・レンダリング技法を用いると、ゆがみは減りますが、視界の輪郭でコントラストがおかしくなってしまいます。
フォービエイデッド・レンダリング


そこで、コントラストを維持する技法を用いた結果がデモされていました。

今回のデモでは視界の中心部分が最大解像度で描画されています。中心に対して、ある一定の角度から徐々に解像度を下げて、閾値を超えてから最低解像度で描画しているとのこと。体験してみると非常に自然に解像度が調整されていました。

今後、SMIはOEM品としての販売を考えているとのこと。


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