AR/VR的未来在你的眼睛里

增强现实(AR)和虚拟现实(VR)自上世纪90年代问世以来已经取得了长足的发展。今天，两者都重新出现在游戏行业和其他环境中——作为家庭娱乐的来源，进行虚拟旅游，或用于公务员、医生、飞行员等的培训项目。如今，AR/VR的收入预计将在2024年达到728亿美元(2020年为120亿美元)。¹其中约80%的收入直接来自游戏。²

但是，消费者并不总是对AR/VR技术如此感兴趣。早期对AR/VR的热情很快消退。许多人认为这是糟糕的时机和坏运气的结合，因为支持良好用户体验的技术还没有出现。快进到今天，眼球追踪技术——AR/VR的主要推动者。

眼球跟踪是测量眼球活动，可以追踪人眼注视的位置和瞳孔大小。眼睛活动，如眨眼、跟随物体以及对刺激的反应，都被认为对AR/VR用户体验有价值。

人类的目光如何改变一切

不难理解为什么像谷歌、Facebook、苹果和微软这样的平台都在追求AR/VR和眼球追踪，因为它的好处显而易见。眼球追踪可以帮助开发者分析用户的兴趣并预测他们的下一步行动，使平台能够缩短响应时间。它还增强了AR/VR生成的数字环境中的用户体验。今天，有几种工具可供采用。许多AR/VR设备已经包含眼球跟踪系统，以进一步增强系统光学，包括Oculus Rift、HoloLens 2、Magic Leap和HTC Vive。

眼球追踪数据正在以多种方式推动AR/VR系统的发展。由于人眼只有中央凹周围有高分辨率，而广角视图的分辨率较低，因此这些信息可以帮助节省计算资源，以生成小区域的细节，并降低其他内容显示的分辨率。

反过来，更低的计算资源需求意味着更少的功耗和热量产生，这在整体用户舒适度方面是相当重要的。散热是AR/VR应用中笨重的原因之一。在这方面，眼球追踪可以获得更自然的体验，从而带来更舒适的AR/VR头戴设备设计和更好的整体用户体验。

将立体图像带入更清晰的焦点

AR/VR系统的一个常见问题是收敛-适应冲突(VAC)。当虚拟物体的距离和所需的聚焦距离之间的视觉线索在你的大脑中错位时，就会发生这种情况。在这种情况下，看立体图像会导致聚焦问题、眼睛疲劳和视觉疲劳。

利用对焦距离来调整虚拟图像将缓解VAC，帮助AR/VR用户获得更好的体验。要做到这一点，你需要眼球跟踪来告诉光学系统用户正在看哪里，以获得正确的焦点。有了这些信息，调整系统以准确捕捉眼睛和正确焦平面之间的收敛点可以消除这些影响。

有趣的是，人眼可以用来控制AR/VR设备。例如，在微软HoloLens 2中，用户的眼睛注视输入可以快速、轻松地传递上下文输入信号可以影响和塑造他们自己的全息体验。

你需要在一个高效的工作流程中看到什么

随着AR/VR头盔越来越小，眼球追踪系统的空间也越来越小。对于某些AR/VR设计类型，眼球跟踪相机与人眼之间的距离被压缩，而所需的视场在相同的图像质量下被放大。

Ansys如何将考万博虑AR/VR的学科连接到一个高效的工作流程中，以解决诸如此类的光学挑战?通过在整个AR/VR光模块上提供全面的软件解决方案:

• 万博Ansys Speos光学设计和验证软件可以用来模拟系统的视场和对比度，以帮助确定光引擎的类型和合适的视场。
• 万博Ansys Lumerical FDTD和万博Ansys Lumerical STACK光学薄膜仿真软件可用于模拟AR/VR系统的显示行为和传感器性能。
• 对于AR波导的设计，可以使用Ansys Lumerica万博l仿真和设计软件来模拟光栅的组合万博Ansys OpticStudio光学工作流程和设计软件，可以模拟整个系统的图像。
• 对于VR煎饼设计，Lumerical可以用来模拟弯曲偏振器和四分之一波板。
• OpticStudio还可以用于检测鬼影。
• 一旦系统性能达到规格，Speos光学设计和验证软件的反向光线追踪功能可以通过AR/VR系统模拟人眼在不同位置感知到的杂散光和图像。

“眼球跟踪系统通常包括三个部分:光源、镜头和传感器。介绍万博Ansys Zemax光学设计软件在优化和系统容差方面为用户提供了明显的优势，”Ansys光学组首席应用工程师Michael Cheng表示。万博“该软件可以为眼球跟踪系统提供真实的模拟，帮助准确预测光学系统在制造阶段的性能，以避免代价高昂的生产错误。”

有关Ansys AR/VR软件解决方案的更多信息，请访万博问我们的光学和光子学页面。