Die winzige Chip LED SFH 4053 liefert das infrarote Licht für das weltweit erste Eye-Tracking System, das in einem Virtual-Reality-Headset integriert ist. (Bild: Osram)
Im Virtual-Reality-System Fove schottet das geschlossene Headset die Nutzer von ihrer Umgebung ab, während Sensoren die Nutzer beobachten und deren Standort sowie deren Bewegungen in das virtuelle Geschehen integrieren. Das Eye-Tracking erweitert dabei das Spektrum der Interaktion mit der virtuellen Realität: Die Nutzer können ihren Blick auf Objekte richten und sie so anwählen oder bewegen. Sie können Augenkontakt mit Personen in der virtuellen Realität aufnehmen oder Aktionen anstoßen, indem sie einen bestimmten Punkt ins Visier nehmen.
Darüber hinaus ermöglicht Eye-Tracking das sogenannte foveated rendering. Dabei handelt es sich um ein Verfahren, das die Anforderungen an die Rechenleistung und die Grafikkarten eines VR-Systems senken soll. In diesem Zusammenhang wird die Auflösung der gezeigten Szenerie auf Basis der Blickrichtung der Nutzer angepasst. Bereiche im Blickfeld der Spieler werden hochaufgelöst dargestellt, während die Peripherie mit geringerer Auflösung gerechnet wird.
Auflösung passt sich an die Blickrichtung der Nutzer an
Eye-Tracking-Systeme beleuchten die Augen der Nutzer mit infrarotem Licht und erfassen die reflektierte Strahlung mit einem infrarotempfindlichen Kamerasensor. Spezielle Algorithmen berechnen daraus die Blickrichtung und die Augenbewegungen der Nutzer. Um ein solches System in einem Headset zu realisieren, werden mehrere um die zwei Linsen herum montiert. Fove nutzt dafür die 0,5 mm x 1,0 mm x 0,45 mm kleine Chip SFH 4053 von Osram Opto Semiconductors. Deren Wellenlänge von 850 nm entspricht der spektralen Empfindlichkeit des Kamerasensors. Ihr Abstrahlwinkel von +-70° soll sicherstellen, dass der Augenbereich gleichmäßig ausgeleuchtet wird.
„Wir haben uns aufgrund der hohen Qualität für Infrarot-LED von Osram entschieden”, sagte Lochlainn Wilson von Fove. „Einer der wichtigsten Punkte für unsere Entscheidung war, dass nur sehr wenig Licht außerhalb des zentralen Emissionsspektrums liegt und so verloren geht.” Auf diese Weise ließ sich das Design unserer optischen Filter rationalisieren und die Performance des Sensors maximieren.
Das VR-System Fove nutzt außerdem Infrarot-Sensorik, um die Position und die Bewegungen der Nutzer zu beobachten. Diese werden dann in das virtuelle Geschehen integriert. Mehrere Topled SFH 4253 von Osram sind dafür um das Headset herum angebracht. Sie erzeugen ein Muster von infraroten Lichtpunkten, das von einer Kamera registriert und beobachtet wird, um daraus die Bewegungen der Nutzer zu ermitteln. Mit 850 nm Wellenlänge passt die SFH 4253 zu der spektralen Empfindlichkeit des Fotosensors. Auch die Abstrahlcharakteristik und die Gehäusegeometrie des Senders entsprechen den Anforderungen der Anwendung.
(tm)
