Detector da fóvea humana

• Fóvea (centro do campo visual): código de efeito visual baseado em ShaderToy que detecta o foco visual
• Estrutura que usa shaders de GPU para visualizar em tempo real a área em que o olhar humano se concentra
• Expressa de forma experimental a relação entre efeitos de renderização e áreas de atenção visual
• Pela plataforma ShaderToy, é possível executar e ajustar diretamente no navegador
• Um exemplo de exploração do mecanismo de foco da visão humana por meio de programação gráfica

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Visão geral do Human Fovea Detector

• Código de shader para experimento visual publicado no ShaderToy, que simula a detecção da fóvea humana (centro do campo visual)
• Funciona destacando a área em que o olhar se concentra por meio de shaders baseados em GPU
• Para executar no navegador, é necessário ativar JavaScript e WebGL

Funcionalidades e implementação

• Detecta o foco visual de áreas específicas da tela por meio de renderização em tempo real
• Usa o motor de efeitos visuais interativos do ShaderToy para representar mudanças no centro do campo visual
• Ao executar o código, implementa o efeito de deslocamento do centro da visão de acordo com a entrada do usuário ou o movimento do mouse

Características técnicas

• Baseado em programação de shaders em GPU, realizando cálculos visuais em nível de pixel
• Para execução no navegador, é necessário permitir JavaScript e cookies
• Segue a estrutura padrão da plataforma ShaderToy e foi escrito em código GLSL

Possibilidades de uso

• Pode ser usado como ferramenta de pesquisa para visualizar ou analisar o deslocamento do foco da visão humana
• Pode ser aplicado em diversas áreas, como interfaces de rastreamento ocular, análise de atenção visual e experimentos de design gráfico

Condições de execução

• Ao acessar o site, há etapas de verificação de segurança e exigência de ativação de scripts
• É preciso permitir JavaScript e cookies para que o código do shader seja renderizado corretamente
• Na página original, após a mensagem “Verificando se você é humano”, ocorre a transição para a tela de renderização do ShaderToy

[GN⁺]

Comentários do Hacker News

• A menos que você esteja rastreando um objeto em movimento, é impossível mover os olhos suavemente
  Os olhos sempre fazem sacadas (saccades) rápidas e descontínuas
  Mas, ao olhar para este exemplo no Shadertoy, com um círculo vermelho se movendo suavemente, você consegue acompanhar o círculo e mover os olhos de forma fluida

• Enquanto via isso, descobri a ilusão da Mancha de Maxwell
  Ao olhar para esta imagem azul/verde piscando, aparece um ponto escuro no centro onde o olhar está fixado

• Foi interessante como o resultado mudava completamente dependendo do tipo de óculos
  Eu tenho hipermetropia, e sem óculos tenho um leve estrabismo, então não consigo focar e vejo um movimento em forma de 8
  Com óculos normais, esse efeito diminui, mas quase não vejo movimento fora da região central
  Já com óculos de leitura (para miopia), vejo um círculo perfeito e consigo detectar o movimento também na periferia, como se fosse um frame-rate baixo

  • Isso acontece porque a graduação das lentes altera o tamanho da imagem formada na retina
    Quanto maior a graduação, menor a imagem, então a faixa em que o movimento é percebido se estreita para perto do foco

• Esse Shadertoy já ficou tão popular no passado que o servidor caiu
  Na época eles até colocaram um banner personalizado de “um momento”, então foi bom ver isso de volta à página principal do HN
  Link do arquivo da época

  • Acho isso fofo. IQ é uma pessoa incrível por ter mantido o Shadertoy gratuito sem comercializar a plataforma por 12 anos

• Assim que abri a página, tive uma enxaqueca forte e fechei na hora
  Seria importante verificar se esse tipo de estímulo visual pode provocar crises ou dores de cabeça

  • Normalmente não tenho enxaqueca, mas às vezes tenho aura visual
    No começo pareceu divertido, mas depois de cerca de 1 minuto comecei a ficar com imagem residual na visão e zumbido no ouvido
    Depois de 10 minutos isso ainda continuava, então me afastei do computador imediatamente
  • Pode surgir a pergunta “como verificar isso”, mas na prática não existe um método claro de validação
  • No início achei que isso fosse um experimento mostrando o princípio de que o raio em que os olhos conseguem focar diminui com a idade
    Mas corrigi isso ao perceber que há pouca pesquisa relacionada
  • Eu também senti algo estranho e desconfortável assim que vi
    Como dava para sentir perceptualmente algo se movendo fora da região central, parecia o tipo de coisa que poderia causar dor de cabeça se você olhasse por muito tempo
  • Fiquei curioso se você já usou um headset de VR
    Ver se isso provoca um desconforto parecido talvez ajude a restringir a causa

• Todas as cruzes estão realmente girando, então este experimento mostra em que parte do campo visual somos vulneráveis à cegueira para mudanças (change blindness)
  Ou seja, 99% do campo visual não percebe a mudança

• Um novo post foi publicado por causa do meu comentário

  • Isso mesmo :)

• No começo achei que essa rotação fosse uma ilusão de ótica
  Lembrei deste artigo da National Geographic, mas neste caso a rotação é real
  Só que ela só pode ser vista claramente na região central (fóvea, fovea)

• Acho que daria para expandir este experimento para uma versão psicométrica (psychometric)
  Ajustando o parâmetro de escala, também seria possível ver o movimento na periferia, e então bastaria pedir que a pessoa testada relatasse se uma determinada região — por exemplo, a indicada por um círculo vermelho — está realmente se movendo
  Como o campo receptivo (receptive field) da visão periférica é maior, as células dessa região precisam de estímulos visuais maiores para detectar movimento

• Consegui encontrar rapidamente a região difusa em que a rotação pode ser vista claramente no centro
  Quando desfoco a visão, dá para ver toda a periferia se movendo de forma borrada
  Esse é exatamente o fundamento teórico de foveated rendering/streaming