ANSYS 眼動追蹤 AR VR 頭戴式裝置 MR 穿戴式裝置

眼動追蹤升級AR/VR使用者體驗(1)

2023-05-12
擴增實境和虛擬實境(AR/VR)的技術在於使用新的和現有的設備,將數位和實體的世界結合起來。然而,AR/VR技術說起來容易,做起來其實難度頗高。如果使用者使用相關設備的體驗和現實世界實際互動的方式有落差,相較起來沒那麼真實,AR/VR技術就更難順利進入市場。
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如今,AR/VR技術面臨使用者體驗的困境,導致產業與市場的接受度降低。本文將探討如何使用眼動追蹤,改善使用者體驗以提高AR/VR的採用率。本文將研究所涉及的硬體和光學元件,以及當今該技術在各個產業中的應用。

虛擬實境/擴增實境/混合實境

虛擬實境(VR)設備為使用者創建一個具有互動性的模擬環境。該技術可以針對各種應用進行客製化,以複製現實世界的條件,或者建立在現實世界中難以或不可能體驗的環境。其硬體通常包括能夠進行即時場景模擬的電腦、穿戴式裝置或追蹤器、視覺顯示器以及用於音效回饋的設備。穿戴式裝置使VR設備能夠考慮使用者的動作,並將其轉譯至虛擬空間。頭戴式顯示器(HMD)為常見的顯示器選項,可以覆蓋使用者的視野;耳機或HMD喇叭則提供環繞式音效或定向的提示音。VR設備的品質也高度仰賴光學技術,這些技術包括為場景模擬捕捉原始數據的相機、手套或其它穿戴式裝置中的光纖,以及產生3D感知的HMD技術。VR甚至涉及沉浸式和半沉浸式投影顯示器,以及追蹤使用者眼睛運動和使用者本身的感測器。在擴增實境(AR)中,顯示器通常是透明的,因此使用者看到的是模擬環境和真實環境的組合,視覺顯示是AR和VR的重要元素。除了HMD,AR 設備還可以利用智慧型手機或平板電腦等手持裝置,這些裝置可用於查看疊加在現實世界中的內容。

AR和VR顯示器之間有幾個關鍵區別。AR顯示器需要:

.高亮度,尤其是在明亮的環境中(例如,戶外、手術室)。

.折疊式設計,用來實現更廣闊的視野和小巧的外形。AR顯示器必須整合一個光學組合器,以合併來自虛擬場景的反射光和來自現實世界物體的透射光。

大多數對AR/VR進步有所貢獻的重要公司皆結合上述技術以設計混合實境(MR)裝置。結合這些技術的主要優點是有機會縮減系統中機械和光學元件的尺寸和數量,最終使HMD更小更輕。這些微小的變化將影響使用者佩戴設備的時間。使用者體驗的真實程度取決於這些技術如何協同工作以捕捉動作和反應,以及使用時的舒適度和直觀程度。

AR/VR/MR應用多元

隨著AR/VR技術越來越先進,其功能在各行各業中的用途越來越多。以下是一些透過AR/VR技術支援的新工作方式與案例。

教育/培訓

對於航空航天/飛行模擬、軍事行動、外科手術培訓和患者教育等應用,AR/VR可以幫助使用者理解複雜的主題或在高風險的工作場合獲得實際經驗。

應用範例:眼動追蹤(Eye Tracking)可以協助確保士兵安全。例如,如果士兵的裝置與周圍的其他士兵相連,HoloLens可以讓士兵看到他們周圍的完整環境,包括盲點和他們身後的影像。

工程/設計

AR/VR技術讓工程師和設計師在設計產品的虛擬原型時,可以與之互動,並有助於簡化設計週期並最終降低成本。AR/VR也可用於難以或不可能進行物理原型製作產品的虛擬原型製作。例如,這些設備可以模擬使用新型醫療設備或測試新汽車引擎效能的體驗。

社交/商業

與同事、客戶、產品和地點的互動都可以在虛擬環境中進行。例如,可以使用VR打造線上購物的商品陳列,讓消費者更有信心地選擇商品。AR/VR還可以應用於房地產行業,例如,在買家和租戶簽約前,以新的方式來體驗生活空間。

娛樂

許多電動遊戲都以虛構的世界為基礎,因此有機會透過將這些世界帶入一個全新的維度來擴展玩家的體驗。AR/VR技術還可以支援旅遊業,讓人們能夠從遠處參觀著名地標或歷史遺蹟的虛擬娛樂設施。

應用範例:部分公司在日常生活中看到了AR的應用潛力。Google收購的Focals by North正在研發具有「可直接視網膜投影且具有近、遠視度數」的智慧眼鏡。

衛生保健

輔助手術進行之外,專業人士也正在測試AR/VR技術用於暴露療法和其他心理治療的可能性,以幫助患者在安全和可控的環境中消除恐懼或面對創傷。在身體或認知障礙患者的康復中也具有潛在應用。例如,VR能夠幫助患有阿茲海默症或其他癡呆症的人保持活躍。此外,VR也可為受傷或手術後康復中的人提供物理治療。

應用範例:在AR/VR設備中使用2D和3D圖像渲染,外科醫生可以模擬真實的手術過程並更好地了解潛在結果。例如,專業人士正在試驗使用Lynx Mixed Reality頭戴式裝置進行培訓。外科醫生可以與手術部位的3D版本進行互動,並添加掃描或患者數據等訊息。Lynx Mixed Reality預計AR/VR也將在其它領域發揮作用,如醫師從業培訓、遠距醫療和術後追蹤。

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