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Virtual Reality: Eye-Tracking “kostet nur wenige US-Dollar”

von Matthias Bastian3. Januar 2016

Update vom 16. Januar:

Laut einem Bericht von UploadVR würde das SMI-System pro Stück nur wenige Dollar kosten, wenn es in entsprechend großer Anzahl in die kommenden Generation VR-Brillen integriert werden würde. Einer Anmerkung von Palmer Luckey, der bei Reddit suggerierte, SMI würde die Präzision des Eye-Tracking künstlich via Software verbessern (“Auto-Aim”), wurde widersprochen. Bisher demonstrierte SMI das Augentracking mit einer grafisch eher einfachen Demo – offen ist, ob das System auch bei optisch anspruchsvollen Szenen ebenso verlässlich funktioniert und wie hoch der potenzielle Performancegewinn dabei ist. SMI gibt einen Faktor zwei bis vier an.

Update vom 11. Januar:

Ein Redakteur von Road to VR hatte auf der CES 2016 die Gelegenheit SMIs Eye-Tracking mitsamt “Foveated Rendering”-Demo von SMI auszutesten. Sein Fazit: Beides funktioniert. Auch schnelle Augenbewegungen sollen nach einer ersten Kalibrierung ohne Probleme erkannt werden.Das Foveated Rendering, bei dem Grafiken in der Peripherie mit weniger Details angezeigt werden als im Zentrum des Bildes, soll so subtil sein, dass man sich darauf konzentrieren muss, um den Effekt negativ wahrzunehmen.

Christian Villwock von SMI bestätigte dem Redakteur erneut, dass SMI sich in Gesprächen mit den Anbietern von VR-Brillen befindet, um Eye-Tracking und Foveated Rendering in die zweite Generation VR-Brillen zu implementieren. Für Virtual Reality wäre das ein wichtiger Schritt, da dank dieser Technologie viel Rechenleistung gespart werden kann. VR-Interessierte müssten nicht erst einen teuren PC kaufen, um anspruchsvolle VR-Anwendungen zu nutzen. Die größte Einstiegshürde würde wegfallen. Auch mobile VR-Brillen, die von Haus aus mit eher schwachen Prozessoren ausgestattet sind, könnten von dieser Entwicklung enorm profitieren.

Ursprünglicher Artikel:

Das deutsche Unternehmen SensorMotoric Instruments (SMI) will auf der CES in Las Vegas eine neue Technologie vorstellen, die Augenbewegungen mit einer Frequenz von 250hz erkennen kann. Die Blickerfassung soll eine der Kerntechnologien für Virtual Reality werden.

Denn Eye-Tracking hat das Potenzial massiv Rechenleistung einzusparen. Anstatt das gesamte Bild mit einer hohen Auflösung und vollen Details zu berechnen, wird nur der Teil hochauflösend dargestellt, der vom VR-Brillenträger gerade fokussiert wird. Das betrifft etwa 20 Prozent der Bildmitte, weitere 20 Prozent des Bildes können in mittlerer Auflösung und die restlichen 60 Prozent mit geringer Auflösung berechnet werden. “Foveated Rendering” nennt man diese spezielle Art der Grafikberechnung. Sie orientiert sich am natürlichen Sehverhalten des menschliche Auges, das nur in einem sehr kleinen Bereich wirklich richtig scharf sieht, während die Peripherie im Blickfeld unscharf bleibt. Die Blicke werden über spezielle Kameras erfasst, die in der Brille angebracht sind. Im folgenden Video wird das anschaulich demonstriert.

Laut Christian Villwock, OEM-Manager bei SMI, spart die Technologie potenziell Rechenleistung um den Faktor zwei bis vier ein, bei optimaler Nutzung sei sogar Faktor sieben möglich. Das würde bedeuten, dass selbst durchschnittliche Rechner in der Lage wären, hochwertige VR-Erlebnisse darzustellen. Eine der größten Einstiegshürden der Virtual Reality, nämlich hohe Anforderungen an die Rechenleistung des Computers, wäre damit beseitigt. Auch mobile VR-Brillen könnten davon profitieren, denn die CPUs und Grafikkarten in Smartphones sind naturgemäß meist deutlich langsamer als performante PC-Hardware.

Neben den großen Zugewinnen im Bereich Performance hat Eye-Tracking auch noch andere Vorteile. Aus der Wirklichkeit wissen wir, wie wichtig Blickkontakt mit anderen Menschen sein kann, um auch ohne Sprache oder Gesten zu kommunizieren. Werden Augenbewegungen in Virtual Reality übertragen, könnte man mit Avataren oder virtuellen Spielfiguren Augenkontakt aufnehmen.Die Macher der VR-Brille FOVE, die das Eye-Tracking ab Launch im zweiten Quartal 2016 bereits integriert haben soll, zeigten dazu bereits eine Demo.

GIF FOVE Augenkontakt VR-Brille GIF

Auch Interfaces und Menüs könnten allein über Blicke gesteuert werden und nicht wie bisher über Bewegungen des gesamten Kopfes oder mit zusätzlicher Peripherie. Neben FOVE soll auch die VR-Brille StarVR der Starbreeze Studios die Blickerfassung bereits eingebaut haben. Starbreeze kooperiert hierfür mit dem schwedischen Unternehmen Tobii Pro, das sich bisher auf Eye-Tracking-Lösungen im Bereich Verhaltensbeobachtung, beispielsweise für Analysen im Marketing, spezialisiert hat.

Eye-Tracking: Standard in der zweiten Generation der VR-Brillen?

Wenn Eye-Tracking nun eine derartig wegweisende Technologie ist und ausschließlich Vorteile hat, warum wurde es in aktuellen VR-Brillen wie Oculus Rift oder Playstation VR noch nicht verbaut? Dafür dürfte es zwei Gründe geben: Da wären zum einen die hohen Kosten. SMI hatte bereits eine Eye-Tracking-Erweiterung für Oculus Rift DK2 im Angebot – für bis zu 16.000 US-Dollar. Fraglich, wie stark die Kosten bei einer etwaigen Massenproduktion für VR-Brillen bereits gedrückt werden können. Vor wenigen Tagen twitterte Oculus-Rift-Erfinder Palmer Luckey, dass die VR-Brille eigentlich über 1.000 US-Dollar kosten würde, wenn Facebook sie nicht querfinanzieren würde – und das ohne Eye-Tracking.

Gegenüber UploadVR sagt SMI, dass man mit Herstellern von VR-Brillen in Gesprächen wäre, um die Blickerfassung in der zweiten Generation der VR-Brillen einzubauen. „Ich gehe davon aus, dass alle VR-Brillen der zweiten Generation Eye-Tracking integriert haben”, sagt Villwock. Laut ihm soll es in gut zwei Monaten neue Informationen dazu geben, mit welchen Partnern konkret gesprochen wird. Auch für mobile VR-Brillen wie Samsung Gear VR soll es eine Lösung geben.

Zum anderen muss das Eye-Tracking intensiv getestet werden und in jeder Situation und bei jedem Anwender verlässlich funktionieren. Etwaige Abweichungen oder gar eine Verzögerung bei den Berechnungen würden für die Augen Stress bedeuten, da man in der VR-Brille das Gefühl hätte, nicht mehr richtig fokussieren zu können. Laut den Entwicklern von SMI soll die Messung bei 250hz ausreichen, um selbst minimale und feine Bewegungen der Augen korrekt zu erkennen und umsetzen zu können. „In zehn Jahren Forschung haben wir rausgefunden, dass die magische Grenze bei 240hz liegt. Ab dieser Frequenz kann man auch ruckartige Augenbewegungen messen, das ist sehr wichtig”, erklärt Villwock.

Auch der Oculus-Gründer Palmer Luckey bezeichnete Eye-Tracking als eine der wichtigsten VR-Technologien der kommenden Jahre. Laut ihm forscht Oculus VR bereits an verschiedenen Lösungen und weiß genau, was auf dem Markt gerade passiert.

„Wir erforschen alle Möglichkeiten. Ich weiß ganz genau, welche Technologien Oculus VR für das Augentracking parat hat. Wir werden das Thema nicht ignorieren, aber noch kann ich nicht viel dazu sagen.” Palmer Luckey auf der Connect 2 Entwicklerkonferenz

Etwas skeptischer ist VR-Veteran Jesse Schell, der sich bereits seit den 90er Jahren mit Virtual Reality beschäftigt und selbst VR-Games entwickelt. Er stellte 40 Prognosen für die Zukunft von Virtual und Augmented Reality auf: Laut ihm sollen VR-Brillen mit Augentracking ab 2020 erscheinen, während das oben beschriebene “Foveated Rendering” erst ab 2025 sinnvoll genutzt werden kann. Die zweite Generation der VR-Brillen dürfte aber schon ab spätestens 2018 auf den Markt drängen.

Ob jetzt 2018, 2020 oder 2025: Die Chancen stehen nicht schlecht, dass wir eines Tages wie IronMan per Augenbewegungen durch unseres Menüs fliegen.

| SOURCE: UploadVR
| FEATURED IMAGE: SMI
| GIF: FOVE