Nel panorama in continua evoluzione della tecnologia della realtà virtuale (VR), rimangono una serie di ostacoli chiave. Ma un team di scienziati informatici ha affrontato una delle principali sfide della realtà virtuale che migliorerà notevolmente l'esperienza dell'utente, consentendo un'esperienza virtuale immersiva pur essendo fisicamente limitata alla propria realtà, spazio del mondo reale. Il team di ricerca presenterà il proprio lavoro al SIGGRAPH 2018.

Scienziati informatici della Stony Brook University, NVIDIA e Adobe hanno collaborato a un framework computazionale che offre agli utenti della realtà virtuale la percezione di camminare all'infinito nel mondo virtuale, pur essendo limitato a un piccolo spazio fisico. Il framework consente anche questa esperienza di camminata libera per gli utenti senza causare vertigini, tremore, o disagio tipicamente legato al movimento fisico in VR. E, gli utenti evitano di urtare oggetti nello spazio fisico mentre si trovano nel mondo VR.

Per fare questo, i ricercatori si sono concentrati sulla manipolazione della direzione di marcia di un utente lavorando con un fenomeno naturale di base dell'occhio umano, chiamato saccade. Le saccadi sono movimenti oculari rapidi che si verificano quando osserviamo un punto diverso del nostro campo visivo, come quando si scansiona una stanza o si guarda un dipinto. Le saccadi si verificano senza il nostro controllo e generalmente più volte al secondo. Durante quel periodo, il nostro cervello ignora in gran parte l'input visivo in un fenomeno noto come "soppressione saccadica", lasciandoci completamente ignari della nostra cecità temporanea, e il movimento che facevano i nostri occhi.

"Nella realtà virtuale, possiamo mostrare vasti universi; però, gli spazi fisici nelle nostre case e uffici sono molto più piccoli, "dice l'autore principale dell'opera, Qi Sole, un dottorato di ricerca studente alla Stony Brook University ed ex stagista di ricerca presso Adobe Research e NVIDIA. "È nella natura dell'occhio umano scansionare una scena spostandosi rapidamente tra i punti di fissazione. Ci siamo resi conto che se ruotiamo leggermente la telecamera virtuale durante le saccadi, possiamo reindirizzare la direzione di marcia di un utente per simulare uno spazio di camminata più ampio."

Utilizzando un visore VR con rilevamento della testa e degli occhi, il nuovo metodo dei ricercatori rileva la soppressione saccadica e reindirizza gli utenti durante la cecità temporanea risultante. Quando è necessario più reindirizzamento, i ricercatori tentano di incoraggiare le saccadi utilizzando una versione su misura della sottile direzione dello sguardo, un metodo che può incoraggiare dinamicamente le saccadi creando punti di contrasto nella nostra periferia visiva.

Il team che ha scritto la ricerca, intitolato "Verso la Realtà Virtuale Infinite Walking:Dynamic Saccade Redirection, " presenteranno il loro lavoro al SIGGRAPH 2018, tenutosi dal 12 al 16 agosto a Vancouver, British Columbia. La conferenza e la mostra annuale mettono in mostra i principali professionisti del mondo, accademici, e menti creative all'avanguardia nella computer grafica e nelle tecniche interattive.

Ad oggi, i metodi esistenti che affrontano il cammino infinito in VR hanno capacità di reindirizzamento limitate o causano distorsioni della scena indesiderate; sono stati anche incapaci di evitare gli ostacoli nel mondo fisico, come scrivanie e sedie. Il nuovo metodo del team reindirizza dinamicamente l'utente lontano da questi oggetti. Il metodo è veloce, quindi è in grado di evitare anche oggetti in movimento, come altre persone nella stessa stanza.

I ricercatori hanno eseguito studi e simulazioni sugli utenti per convalidare il loro nuovo sistema computazionale, incluso il fatto che i partecipanti eseguano attività di ricerca e recupero simili a giochi. Globale, la rotazione della telecamera virtuale era impercettibile per gli utenti durante gli episodi di soppressione saccadica; non potevano dire che venivano reindirizzati automaticamente tramite la manipolazione della telecamera. Inoltre, nel testare il metodo del team per la pianificazione dinamica del percorso in tempo reale, gli utenti potevano camminare senza urtare pareti e mobili, o oggetti in movimento come altri utenti VR.

"Attualmente in VR, è ancora difficile offrire un'esperienza di camminata completamente naturale agli utenti VR, " afferma Sun. "Questa è la motivazione principale alla base del nostro lavoro:eliminare questo vincolo e consentire esperienze completamente immersive in grandi mondi virtuali".

Sebbene principalmente applicabile ai giochi VR, il nuovo sistema potrebbe essere potenzialmente applicato ad altri settori, compresa la progettazione architettonica, formazione scolastica, e produzione cinematografica.