Posicionamiento VR y seguimiento de la cabeza en HTC vive, Oculus rift y PlayStation.

La tecnología de posicionamiento en interiores de realidad virtual puede ubicar auriculares de realidad virtual y manejar dispositivos de realidad virtual como VIVE Tracker en el espacio. Con un dispositivo de realidad virtual espacial no sólo se puede proporcionar una mejor inmersión, sino que la sensación de mareo resultante se reducirá significativamente, toda la pantalla puede ser una realidad, el mundo realmente se mueve de acuerdo con nuestros movimientos. La tecnología de ubicación en interiores es muy importante para los dispositivos de realidad virtual de escritorio VR.

HTC vive “Lighthouse” es una tecnología de posicionamiento láser, Oculus Rift y Sony PlayStation VR son tecnología de posicionamiento óptico. Oculus Rift es la tecnología óptica activa por infrarrojos y Sony PlayStation VR es la tecnología óptica activa por luz visible.

Tecnología de posicionamiento en interiores Lighthouse de HTC Vive.

La tecnología de posicionamiento interior Lighthouse de HTC es una tecnología de posicionamiento por escaneo láser, mediante láser y sensores fotosensibles para determinar la ubicación de objetos en movimiento. Dos emisores láser están colocados en diagonal para formar un área rectangular de tamaño ajustable. El rayo láser es emitido por dos filas de luces LED fijas dentro del transmisor, seis veces por segundo. Cada emisor láser tiene dos módulos de escaneo, que transmiten respectivamente el escaneo láser y el espacio de posicionamiento al espacio de posicionamiento a su vez en direcciones horizontales y verticales.

Los cabezales y mangos de HTC Vive tienen más de 70 sensores de luz. Al calcular el tiempo para recibir el láser para calcular la posición exacta del sensor con respecto al emisor láser, múltiples fotosensores pueden detectar la posición y dirección de la cabeza visible. Es necesario explicar aquí que la tecnología de posicionamiento láser HTC Vive utilizada en el proceso de posicionamiento del sensor fotosensible ID y los datos que recibe al mismo tiempo pasan a la unidad informática, lo que significa que la unidad informática puede distinguir directamente entre diferentes sensores fotosensibles, por lo tanto Finalmente se construye un modelo tridimensional del cabezal y el mango, basándose en la posición de cada sensor de luz fijado en el cabezal y el mango, así como en otra información.

La tecnología de posicionamiento láser con bajo costo, alta precisión de posicionamiento, procesamiento distribuido y otras ventajas, y casi sin demora, no teme bloquear, incluso si el mango en la espalda o la entrepierna aún puede capturar. Se puede decir que la tecnología de posicionamiento láser puede lograr un posicionamiento en interiores con alta precisión y alta velocidad de reacción, evitando al mismo tiempo las desventajas de alta complejidad, alto costo de equipo, velocidad de computación lenta y verse fácilmente afectado por la luz natural basada en la tecnología de procesamiento de imágenes. Además, en comparación con los otros dos productos, HTC Vive puede permitir a los usuarios realizar actividades en un espacio determinado, el usuario es limitado y puede adaptarse a la necesidad de mover el juego. Sin embargo, debido al uso de control mecánico en la estación base de lanzamiento láser de HTC Vive para controlar el espacio de posicionamiento del escaneo láser, y el control mecánico en sí, existen problemas de estabilidad y mala durabilidad, como resultado de que la estabilidad y durabilidad de HTC Vive sean ligeramente peores. .

Tecnología de posicionamiento Oculus Rift

Oculus Rift utiliza tecnología de posicionamiento óptico activo.

El usuario de Oculus Rift puede saber que los dispositivos Oculus Rift ocultan parte de la luz infrarroja (es decir, marcadores) que emiten luz infrarroja y disparan con dos cámaras infrarrojas en tiempo real. La llamada cámara de infrarrojos está instalada en el filtro de infrarrojos fuera de la cámara, por lo que la cámara solo puede capturar la cabeza y el mango (Oculus touch) en la luz infrarroja para filtrar la cabeza y el mango alrededor de la señal de luz visible para mejorar la imagen de la letra La relación de ruido aumenta la robustez del sistema.

Después de obtener la imagen infrarroja, las imágenes recopiladas por las dos cámaras desde diferentes ángulos se transmiten a la unidad informática y el algoritmo visual filtra la información no deseada para obtener la posición de la luz infrarroja.

Reutilice el algoritmo PnP, es decir, el uso de cuatro luces infrarrojas no coplanares en la información de ubicación del dispositivo, los cuatro puntos de la información de la imagen pueden ser el dispositivo final en el sistema de coordenadas de la cámara, ajustando el modelo tridimensional del dispositivo. y, por lo tanto, monitorear en tiempo real los movimientos de la cabeza y las manos del jugador. Lo que hay que explicar aquí es que si desea conocer la información de ubicación de diferentes lámparas de infrarrojos en el dispositivo, debe poder distinguir entre diferentes lámparas de infrarrojos. Las soluciones específicas son las siguientes:

Indica la propia identificación de la cámara haciendo parpadear la lámpara IR. Al controlar la frecuencia del obturador de la cámara y la frecuencia de parpadeo de cada LED, puede controlar el tamaño de la imagen de cada lámpara infrarroja en la imagen y luego usar la imagen de 10 cuadros de cada punto en los cambios de tamaño de la imagen de 10 cuadros para determinar el LED El número de identificación correspondiente de la bombilla y luego, de acuerdo con el número de identificación, puede conocer la ubicación de la luz infrarroja en la información del dispositivo.

Además, Oculus Rift está equipado con un sensor de nueve ejes que utiliza el sensor de nueve ejes para calcular la posición espacial del dispositivo cuando el posicionamiento óptico infrarrojo está ocluido o borroso. Debido a la obvia polarización cero y deriva de los nueve ejes, el sistema de posicionamiento óptico por infrarrojos también puede usar la información de posicionamiento obtenida para calibrar la información obtenida por los nueve ejes cuando el sistema de posicionamiento óptico por infrarrojos funciona normalmente, de modo que el posicionamiento óptico por infrarrojos y los nueve ejes se compensan entre sí.

Óptica infrarroja activa Oculus Rift + sistema de posicionamiento de nueve ejes con alta precisión, fuerte antibloqueo. Debido a la alta velocidad de disparo de las cámaras utilizadas y a que dichos sistemas siempre pueden obtener las coordenadas de posición absolutas del marcador en el espacio actual, no hay error acumulativo.

Sin embargo, debido a la visualización limitada de la cámara, la gama limitada de productos disponibles limita en gran medida el alcance del usuario, lo que hace imposible utilizar Oculus Rift para jugar juegos de realidad virtual que requieren una amplia gama de actividades como caminar. Por lo tanto, aunque Oculus Rift puede admitir el posicionamiento simultáneo de múltiples objetivos, el número de objetivos no puede ser demasiado, normalmente no más de dos.

Tecnología de posicionamiento de Playstation VR

PlayStation VR utiliza tecnología de posicionamiento óptico activo visible.

El dispositivo PlayStation VR utiliza una cámara sensorial corporal y un objeto iluminado con colores similar al PS Move anterior para rastrear la posición de la cabeza humana y los controles. La cabeza y el mango pondrán una bola de luces LED, cada mango, la cabeza montada en cada una. Estas bolas de luz LED pueden emitir su propia luz y diferentes bolas de luz emitidas por luces de diferentes colores, de modo que el disparo de la cámara, la bola de luz y el entorno de fondo, entre cada bola pueden ser una muy buena distinción.

PS3 originalmente usaba una sola cámara, calculando el radio de la bola en la imagen para calcular la posición de la bola en relación con la cámara y, en última instancia, determina la posición del mango y la cabeza. Sin embargo, la precisión del posicionamiento de una sola cámara no es alta, la robustez no es fuerte y, a veces, el entorno se identificará como un mango de objeto de color y, a veces, la luz solar intensa no funcionará. Por lo tanto, PS4 utiliza una cámara somatosensorial, es decir, una cámara binocular, y utiliza dos imágenes tomadas por la cámara para calcular las coordenadas tridimensionales del espacio de la bola. Principio específico: en teoría, para un punto en el espacio tridimensional, siempre que este punto pueda ser visto por dos cámaras al mismo tiempo, las dos cámaras al mismo tiempo se pueden determinar de acuerdo con la imagen y los parámetros correspondientes. el punto en el tiempo En el espacio tridimensional información de ubicación, como se muestra a continuación:

Después de usar la cámara somatosensorial, la precisión del posicionamiento de la PS4 y su robustez han mejorado enormemente.
Determine unas buenas coordenadas tridimensionales, es decir, x, y, z tres grados de libertad, la serie PS utiliza nueve para calcular los otros tres grados de libertad y la libertad de rotación. De este modo, se obtienen seis grados de libertad y se determinan la posición espacial y la actitud del mango.

A través de la descripción anterior podemos saber que PS puede admitir múltiples objetivos ubicados simultáneamente y en diferentes colores para distinguirlos. Sin embargo, debido al pobre PS anti-refugio, una vez que se utilizan múltiples oclusiones entre sí, el posicionamiento se ve afectado inmediatamente. Y debido al alcance limitado de la cámara binocular, PS Mobile es limitado y solo está disponible dentro del alcance de la actividad de la cámara, básicamente solo se sienta frente a la PC. Aunque PS4 actualmente usa una cámara binocular, pero aún usa el posicionamiento de luz visible, se ve fácilmente afectada por el color de fondo. Además, según los resultados de la experiencia del usuario reflejados en el caso de que la cámara de captura de movimiento más rápida no pueda seguir con el problema.
Finalmente, podemos comparar la siguiente tabla para ver las ventajas y desventajas de las tres tecnologías de posicionamiento de productos.