Proč je hustota pixelů důležitá pro VR brýle?

Proč je hustota pixelů důležitá pro VR brýle?

Zatímco většina z nás je zvyklá se bavit o hodnotách rozlišení popsaných jako počet pixelů (např. 1920 x 1080 u monitorů), hustota rozlišení udávaná jako počet pixelů na stupeň je mnohem užitečnější hodnota. Obzvláště bavíme-li se ve vztahu k VR / AR headsetům. Docílení stejného rozlišení jako sítnice lidského oka je hlavním cílem všech vývojářů brýlí pro virtuální realitu tak, aby i lidé s citlivým zrakem nedokázali rozpoznat rozdíl mezi realitou a displayem. Tento článek pojednává o tom, v jakém stavu je vývoj nyní a kdy se můžeme na brýle s rozlišením o stejné jemnosti jako naše oko těšit.

 

Asi nejvíce v tomto odvětví se tomu věnuje Yuval Boger, CEO společnosti Sensics a spoluzakladatel projektu OSVR. Yuval a jeho tým vyvinul speciální OSVR platformu, kterou poskytují jako open harware i software dalším výrobcům. Své postřehy z vývoje OSV pravidelně publikuje na svém blogu

 

 

Pokud by lidské oko bylo digitální kamera, její ¨technický list¨ by udával, že jeho senzor je schopný detekovat 60 pixelů/stupeň v oblasti fovea (část sítnice, kde je zraková ostrost nejcitlivější). Co se tedy kvality vizuálního zážitku týče, tak jakýkoliv display nad 60 pixelů/stupeň je v podstatě plýtváním rozlišení, protože lidské oko stejně není schopné nad tuto hranici rozpoznat další detaily. Proto je tato hodnota označována jako rozlišení sítnice nebo obecně rozlišení oka.

To v praxi znamená, že pokud máme obraz s hodnotou 3 600 pixelů (60 x 60) a tento obraz zmáčkneme na prostor 1° x 1° v oblasti fovea, člověk  nepozná rozdíl od obrazu s rozlišením 8 100 pixelů (90 x 90), pokud je také umístěn na plochu 1° x 1°.

Poznámka: Hodnota 60 pixelů na stupeň je někdy vyjadřována jako ¨1 oblouková minuta na pixel¨ (v ang. originále ¨1 arc-minute per pixel¨). Není překvapením, že jedna oblouková minuta je úhlovým měřením definována jako 1/60 stupně. Tyto výpočty daly také základ společnosti Apple pro název svých ¨retina displayů¨, což je monitor, který při držení na správnou vzdálenost vytvoří tento typ hustoty pixelů na sítnici.

Pokud vlastníte jakýkoliv VR headset, hustotu pixelů by jste měli být schopni si vypočítat vydělením počtu pixelů v horizontální rovině a horizontálním úhlem záběru (FOV – field of view), které brýle, potažmo čočky brýlí umožňují. Například u brýlí Oculus Rift DK1 (ano, víme, že už je to poměrně starý stroj) byl použitý jednoduchý display s rozlišením 1280 x 800 (tedy 640 x 800 px/stupeň) s horizontálním úhlem záběru okolo 90°. Výsledná hustota pixelů se tedy vypočítá jako 640 / 90 = 7 pixelů/stupeň. I těm, co DK1 neměli na hlavě je z toho jasné, že to je hluboce pod hranicí rozlišení sítnice.

Následující tabulka porovnává hustoty pixelů některých vybraných populárních brýlí na virtuální realitu, které jsou dnes běžně dostupné:

VR
Headset
Horizont.
pixel/oko
 Úhel záběru
(FOV)
 Přibližná
hustota px
 Oculus
DK1
640  90  7
 OSVR
HDK1
 960 90  11
 HTC
Vive
 1080  100  11
 Sensics
dSight
 1920  95  20
 Sensics
zSight
 1280  48  27
 Sensics
zSight 1920
 1920  60  32
 Lidská
fovea
 – 60

Vyšší hustota pixelů umožní vidět jemnější detaily, například číst text, vidět drobek na koberci nebo zaměřit na cíl na velkou vzdálenost. Obecně přispívá k tvorbě realističtějšího obrazu, který náš mozek následně zpracuje.

Jedna z hlavních věcí, která v minulosti oddělovala profesionální od hobby VR brýlí byla právě hustota pixelů. Nejlepší představu o rozdílech si uděláte na těchto obrázcích níže. Předpokládejme, že první obrázek (pořízeno z dema nové hry Showdown společnosti Epic) je ukázáno v plném rozlišení 60 pixelech/stupeň (což může být ještě ovlivněno rozlišením obrazovky a vzdálenosti v jaké od ní sedíte). Poté tento obraz převzorkujeme na poloviční počet pixelů, tedy 30 pixelů/stupeň a poté znovu o polovinu na 15 pixelů/stupeň a ve finále ještě jednou na 7,5 pixelů/stupeň. Všimněte si znatelných rozdílů v ostrosti jak se rozlišení pixelů snižuje.

Plné rozlišení simulující 60 pixelů/stupeň

Poloviční rozlišení simulující 30 pixelů/stupeň

Rozlišení simulující 15 pixelů/stupeň

Rozlišení simulující 7,5 pixelů/stupeň

Komentáře

Napsat komentář