Nel fiorente mondo della tecnologia della realtà virtuale (VR), rimane una sfida fornire agli utenti una percezione realistica dello spazio infinito e delle naturali capacità di camminare nell'ambiente virtuale. Un team di scienziati informatici ha introdotto un nuovo approccio per affrontare questo problema sfruttando un fenomeno umano naturale:il battito di ciglia.

Tutti gli esseri umani sono funzionalmente ciechi per circa il 10% del tempo in circostanze normali a causa di battiti di ciglia e saccadi, un rapido movimento dell'occhio tra due punti o oggetti. Il battito delle palpebre è una causa comune e naturale della cosiddetta "cecità al cambiamento, " che indica l'incapacità per gli esseri umani di notare i cambiamenti nelle scene visive. L'azzeramento degli occhi lampeggia e cambia la cecità, il team ha ideato un nuovo sistema computazionale che reindirizza efficacemente l'utente nell'ambiente virtuale durante queste istanze naturali, il tutto con movimenti della telecamera non rilevabili per fornire il reindirizzamento dell'orientamento.

"Le precedenti tecniche RDW [camminata reindirizzata] applicano rotazioni continuamente mentre l'utente cammina. Ma la quantità di rotazioni impercettibili è limitata, " nota Eike Langbehn, autore principale della ricerca e dottorando presso l'Università di Amburgo. "Ecco perché è necessario un approccio ortogonale:aggiungiamo alcune rotazioni aggiuntive quando l'utente non è concentrato sulle immagini. Quando abbiamo appreso che gli esseri umani sono funzionalmente ciechi per un po' di tempo a causa degli ammiccamenti, abbiamo pensato, 'Perché non eseguiamo il reindirizzamento durante i battiti di ciglia?'"

Gli ammiccamenti dell'occhio umano si verificano circa da 10 a 20 volte al minuto, circa ogni 4-19 secondi. Sfruttando questa finestra di opportunità, in cui gli esseri umani non sono in grado di rilevare i principali cambiamenti di movimento mentre si trovano in un ambiente virtuale, i ricercatori hanno ideato un approccio per sincronizzare un sistema di rendering della grafica computerizzata con questo processo visivo, e introdurre eventuali modifiche di movimento utili nelle scene virtuali per migliorare l'esperienza VR complessiva degli utenti.

Gli esperimenti dei ricercatori hanno rivelato che durante un battito di ciglia sono possibili rotazioni impercettibili della fotocamera da 2 a 5 gradi e traslazioni da 4 a 9 cm del punto di vista dell'utente senza che gli utenti se ne accorgano. Hanno monitorato le palpebre dei partecipanti al test tramite un eye tracker in un display VR montato sulla testa. In uno studio di conferma, il team ha confermato che i partecipanti non sono stati in grado di rilevare in modo affidabile in quale dei due battiti di ciglia il loro punto di vista è stato manipolato mentre percorrevano un percorso curvo VR. I test si basavano su un battito di ciglia naturale inconscio, ma i ricercatori dicono che il reindirizzamento durante l'ammiccamento potrebbe essere effettuato consapevolmente. Poiché gli utenti possono sbattere le palpebre consapevolmente più volte al giorno senza troppi sforzi, i battiti di ciglia offrono un grande potenziale per essere utilizzati come trigger intenzionale nel loro approccio.

Il team presenterà il proprio 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.

"RDW è una grande sfida poiché le tecniche attuali richiedono ancora troppo spazio per consentire una camminata illimitata in VR, " osserva Langbehn. "Il nostro lavoro potrebbe contribuire a ridurre lo spazio poiché abbiamo scoperto che sono possibili rotazioni impercettibili fino a cinque gradi durante i lampeggi. Ciò significa che possiamo migliorare le prestazioni di RDW di circa il 50 percento."

I risultati del team potrebbero essere utilizzati in combinazione con altre ricerche sulla realtà virtuale, come nuovi algoritmi di governo, migliore previsione del percorso, e rotazioni durante le saccadi, per dirne alcuni. Lungo la strada, tali tecniche potrebbero un giorno consentire agli utenti VR consumer di camminare virtualmente oltre il proprio salotto.

Langbehn ha collaborato al lavoro con Frank Steinicke dell'Università di Amburgo, Markus Lappe dell'Università di Münster, Gregory F. Welch dell'Università della Florida centrale, e Gerd Bruder, anche della University of Central Florida. Per il documento completo e il video, visita la pagina del progetto del team.