El futuro de AR/VR está delante de ti

La realidad aumentada (AR) y la realidad virtual (VR) han recorrido un largo camino desde su breve introducción en la década de 1990. Hoy, ambos han resurgido en la industria del juego y otros entornos, como fuente de entretenimiento familiar, para realizar giras virtuales o en programas de capacitación para funcionarios, médicos, pilotos y más. Hoy, se proyecta que los ingresos de AR/VR alcanzarán los $ 72.8 mil millones en 2024 (en comparación con los $ 12 mil millones en 2020).

Pero, los consumidores no siempre han estado tan entusiasmados con la tecnología AR/VR. El entusiasmo temprano por AR/VR se desvaneció rápidamente. Muchos lo vieron como una combinación de mal tiempo y mala suerte porque la tecnología para apoyar una buena experiencia de usuario todavía no estaba allí. Avancemos rápidamente hasta hoy y tecnología de seguimiento ocular: un facilitador principal de AR/VR.

El seguimiento ocular es la medición de la actividad ocular que puede rastrear donde los ojos humanos miran y el tamaño de la pupila. La actividad ocular, como parpadear, seguir objetos y respuestas a estímulos, se consideran valiosas para las experiencias de los usuarios de AR/VR.

Cómo la mirada humana lo está cambiando todo

No es difícil entender por qué plataformas como Google, Facebook, Apple y Microsoft buscan AR/VR y seguimiento ocular, debido a sus beneficios obvios. El seguimiento ocular ayuda a sus desarrolladores a analizar los intereses de los usuarios y predecir su próximo movimiento, permitiendo que las plataformas disminuyan los tiempos de respuesta. También mejora la experiencia del usuario en entornos digitales generados por AR/VR. Hoy, hay varias herramientas disponibles para adopción. Muchos dispositivos AR/VR ya contienen sistemas de seguimiento ocular para mejorar aún más la óptica del sistema, incluidos Oculus Rift, Hololens 2, Magic Leap y HTC Vive.

Los datos de seguimiento ocular están impulsando el desarrollo del sistema AR/VR de numerosas maneras. Dado que el ojo humano solo tiene una alta resolución alrededor de la fóvea, el área del ojo responsable de la visión central aguda, y una resolución más baja para vistas de gran angular, dicha información puede ayudar a ahorrar recursos computacionales para generar detalles en un área pequeña y una resolución más baja para otros contenidos para mostrar.

A su vez, los requisitos de recursos computacionales más bajos significan menos consumo de energía y generación de calor, lo cual es bastante significativo en términos de comodidad general del usuario. La disipación de calor es una causa de volumen y pesadez en aplicaciones AR/VR. En este sentido, el seguimiento ocular captura una experiencia más natural que conduce a diseños de equipo de cabeza AR/VR más cómodos y una mejor experiencia en general del usuario.

Llevar imágenes estereoscópicas al enfoque más nítido

Un problema común para los sistemas AR/VR es el conflicto de vergencia-acomodación (VAC). Ocurre cuando las señales visuales entre la distancia de un objeto virtual y la distancia de enfoque requerida desalinean en su cerebro. En este escenario, mirar imágenes estereoscópicas puede conducir a problemas de enfoque, fatiga visual y fatiga visual.

El uso de la distancia de enfoque para sintonizar la imagen virtual aliviará el VAC y ayudará a los usuarios de AR/VR a tener una mejor experiencia. Para hacer esto, necesita un seguimiento ocular para decir un sistema óptico donde el usuario está buscando exactamente para obtener el enfoque correcto. Con esta información, ajustar el sistema para capturar con precisión el punto de convergencia entre el ojo y el plano focal correcto puede cancelar estos efectos.

Curiosamente, el ojo humano se puede usar para controlar un dispositivo AR/VR. En el Microsoft Hololens 2, por ejemplo, la entrada de mirada de los ojos de un usuario puede entregar rápida y sin esfuerzo una señal de entrada contextual que puede influir y dar forma a su propia experiencia holográfica.

Lo que necesita ver en un flujo de trabajo eficiente

A medida que los auriculares AR/VR se hacen más pequeños, el espacio para los sistemas de seguimiento ocular disminuye. Para ciertos tipos de diseño AR/VR, la distancia entre la cámara de seguimiento ocular y el ojo humano se exprime, mientras que el campo de visión requerido se amplía con la misma calidad de imagen.

¿Cómo conecta ANSYS que consideran AR/VR en un flujo de trabajo eficiente para abordar desafíos ópticos como estos? Al ofrecer una solución de software integral en todo el módulo óptico AR/VR:

• El software de diseño y validación de ANSYS SPEOS se puede utilizar para simular el campo de visión y la relación de contraste del sistema para ayudar a determinar el tipo de motor de luz y el campo de visión adecuado.
• Se puede utilizar el software de simulación de película delgada Lumerical FDTD y ANSYS Lumerical Stack para fotónica para simular el comportamiento de visualización del sistema AR/VR y el rendimiento del sensor.
• Para un diseño de guía de onda AR, se puede utilizar un software de diseño y diseño lumérico ANSYS para simular rejillas en combinación con el flujo de trabajo óptico y el software de diseño ANSYS OpticStudio, que puede simular la imagen a través de todo el sistema.
• Para un diseño de panqueques VR, Lumerical se puede usar para simular el polarizador curvo y las placas de cuartos de onda.
• OpticStudio también se puede usar para detectar imágenes fantasmas.
• Una vez que el rendimiento del sistema está a la altura, las capacidades de trazado de rayos de rayos de diseño y validación de SPEOS de diseño y validación pueden simular la luz callejera y la imagen percibida por el ojo humano en diferentes posiciones a través del sistema AR/VR.

“Un sistema de seguimiento ocular generalmente contiene tres partes: fuente de luz, lente y sensor. La introducción del software de diseño óptico ANSYS ZEMAX en un flujo de trabajo de diseño presenta ventajas claras en la optimización y la tolerancia al sistema para el usuario «, dice Michael Cheng, ingeniero de aplicaciones líder en el grupo óptico ANSYS. «El software puede proporcionar una simulación realista para los sistemas de seguimiento ocular para ayudar a predecir con precisión el rendimiento del sistema óptico en la etapa de fabricación para evitar errores de producción costosos».