Positionnement VR et suivi de la tête dans HTC vive, Oculus rift et PlayStation.

La technologie de positionnement VR en intérieur peut localiser le casque VR et gérer les appareils VR tels que le VIVE Tracker dans l'espace. Avec un appareil VR basé dans l'espace, non seulement il peut offrir une meilleure immersion, mais la sensation de vertige qui en résulte sera considérablement réduite, l'écran entier peut être une réalité, le monde bouge vraiment en fonction de nos mouvements. La technologie de localisation en intérieur est très importante pour les appareils de réalité virtuelle de bureau VR.

HTC vive « Lighthouse » est une technologie de positionnement laser, Oculus Rift et Sony PlayStation VR sont une technologie de positionnement optique. Oculus Rift est la technologie optique active infrarouge et Sony PlayStation VR est la technologie optique active lumière visible.

Technologie de positionnement intérieur Lighthouse de HTC Vive.

La technologie de positionnement intérieur Lighthouse de HTC est une technologie de positionnement par balayage laser, par des capteurs laser et photosensibles pour déterminer l'emplacement des objets en mouvement. Deux émetteurs laser sont positionnés en diagonale pour former une zone rectangulaire de taille réglable. Le faisceau laser est émis par deux rangées de lumières LED fixes à l'intérieur de l'émetteur, six fois par seconde. Chaque émetteur laser comporte deux modules de balayage, qui transmettent respectivement le balayage laser et l'espace de positionnement à l'espace de positionnement tour à tour dans les directions horizontale et verticale.

Les têtes et poignées HTC Vive disposent de plus de 70 capteurs de lumière. En calculant le temps de réception du laser pour calculer la position exacte du capteur par rapport à l'émetteur laser, la position et la direction de la tête visible peuvent être détectées par plusieurs photocapteurs. Il faut expliquer ici, la technologie de positionnement laser HTC Vive utilisée dans le processus de positionnement de l'ID du capteur photosensible avec les données qu'il reçoit en même temps transmises à l'unité informatique, ce qui signifie que l'unité informatique peut directement distinguer les différents capteurs photosensibles, ainsi Un modèle tridimensionnel de la tête et du manche est finalement construit, basé sur la position de chaque capteur de lumière fixé sur la tête et le manche ainsi que d'autres informations.

La technologie de positionnement laser à faible coût, avec une précision de positionnement élevée, un traitement distribué et d'autres avantages, et presque aucun retard, n'a pas peur de bloquer, même si la poignée à l'arrière ou à l'entrejambe peut toujours capturer. On peut dire que la technologie de positionnement laser peut réaliser un positionnement en intérieur avec une grande précision et une vitesse de réaction élevée tout en évitant les inconvénients d'une complexité élevée, d'un coût d'équipement élevé, d'une vitesse de calcul lente et d'être facilement affecté par la lumière naturelle basée sur la technologie de traitement d'image. De plus, par rapport aux deux autres produits, HTC Vive peut permettre aux utilisateurs d'effectuer des activités dans un certain espace, l'utilisateur étant limité, pouvant s'adapter au besoin de déplacer le jeu. Cependant, en raison de l'utilisation d'un contrôle mécanique pour contrôler l'espace de positionnement du balayage laser et du contrôle mécanique lui-même, la station de base de lancement laser HTC Vive entraîne des problèmes de stabilité et de faible durabilité, du fait de la stabilité et de la durabilité du HTC Vive légèrement pires. .

Technologie de positionnement Oculus Rift

Oculus Rift utilise une technologie de positionnement optique actif.

Connaissant l'utilisateur de l'Oculus Rift, il sait peut-être que les appareils Oculus Rift cachent une partie de la lumière infrarouge (c'est-à-dire les marqueurs) qui émettent de la lumière infrarouge et filment avec deux caméras infrarouges en temps réel. La caméra dite infrarouge est installée dans le filtre infrarouge à l'extérieur de la caméra, de sorte que la caméra ne peut capturer que la tête et la poignée (Oculus touch) sur la lumière infrarouge pour filtrer la tête et la poignée autour du signal de lumière visible pour améliorer l'image de la lettre Le taux de bruit augmente la robustesse du système.

Après avoir obtenu l'image infrarouge, les images collectées par les deux caméras sous différents angles sont transmises à l'unité informatique, et les informations indésirables sont filtrées par l'algorithme visuel pour obtenir la position de la lumière infrarouge.

Réutilisez l'algorithme PnP, c'est-à-dire l'utilisation de quatre lumières infrarouges non coplanaires sur les informations de localisation de l'appareil, les quatre points des informations d'image peuvent être l'appareil final dans le système de coordonnées de la caméra, en s'adaptant au modèle tridimensionnel de l'appareil, et donc surveillance en temps réel de la tête du joueur et des mouvements de la main. Ce qu'il faut expliquer ici, c'est que si vous souhaitez connaître les informations de localisation des différentes lampes infrarouges sur l'appareil, vous devez être capable de distinguer les différentes lampes infrarouges, les solutions spécifiques sont les suivantes :

Il indique l'identifiant de la caméra en faisant clignoter la lampe IR. En contrôlant la fréquence d'obturation de l'appareil photo et la fréquence de clignotement de chaque LED, vous pouvez contrôler la taille de l'image de chaque lampe infrarouge sur l'image, puis utiliser l'image de 10 images de chaque point dans les changements de taille d'image de 10 images pour déterminer la LED Le numéro d'identification correspondant de l'ampoule, puis selon le numéro d'identification, vous pouvez connaître l'emplacement de la lumière infrarouge sur les informations de l'appareil.

De plus, l'Oculus Rift est équipé d'un capteur à neuf axes qui utilise le capteur à neuf axes pour calculer la position spatiale de l'appareil lorsque le positionnement optique infrarouge est obstrué ou flou. En raison de la polarisation nulle évidente et de la dérive des neuf axes, le système de positionnement optique infrarouge peut également utiliser les informations de positionnement obtenues pour calibrer les informations obtenues par les neuf axes lorsque le système de positionnement optique infrarouge fonctionne normalement, de sorte que le positionnement optique infrarouge et les neuf axes se compensent.

Optique infrarouge actif Oculus Rift + système de positionnement à neuf axes de haute précision et antiblocage puissant. En raison de la vitesse de prise de vue élevée des caméras utilisées et du fait que de tels systèmes peuvent toujours obtenir les coordonnées de position absolue du marqueur dans l'espace actuel, il n'y a pas d'erreur cumulative.

Cependant, en raison de la visualisation limitée de la caméra, la gamme limitée de produits disponibles limite considérablement la portée de l’utilisateur, rendant impossible l’utilisation de l’Oculus Rift pour jouer à des jeux de réalité virtuelle qui nécessitent un large éventail d’activités telles que la marche. Par conséquent, bien que l’Oculus Rift puisse prendre en charge le positionnement simultané de plusieurs cibles, le nombre de cibles ne peut pas être trop élevé, généralement pas supérieur à deux.

Technologie de positionnement Playstation VR

PlayStation VR utilise une technologie de positionnement optique actif visible.

L'appareil PlayStation VR utilise une caméra sensorielle corporelle et un objet éclairé en couleur similaire au précédent PS Move pour suivre la position de la tête humaine et des commandes. La tête et la poignée mettront une boule de lumières LED, chaque poignée, tête montée sur chacune. Ces boules lumineuses LED peuvent émettre leur propre lumière, et différentes boules lumineuses émises par la lumière de différentes couleurs, de sorte que la prise de vue de la caméra, la boule lumineuse et l'environnement d'arrière-plan, entre chaque boule peuvent être une très bonne distinction.

La PS3 utilisait à l'origine une seule caméra, en calculant le rayon de la balle dans l'image pour calculer la position de la balle par rapport à la caméra, et finalement déterminer la position de la poignée et de la tête. Cependant, la précision du positionnement d'une seule caméra n'est pas élevée, la robustesse n'est pas forte et parfois l'environnement sera identifié comme une poignée d'objet coloré, parfois une forte lumière du soleil ne fonctionnera pas. Par conséquent, la PS4 utilise une caméra somatosensorielle, c'est-à-dire une caméra binoculaire, utilisant deux images prises par la caméra pour calculer les coordonnées tridimensionnelles de l'espace de la balle. Principe spécifique : Théoriquement parlant, pour un point dans l'espace tridimensionnel, tant que ce point peut être vu par deux caméras en même temps, les deux caméras en même temps selon l'image et les paramètres correspondants, on peut déterminer le moment dans le temps dans les informations de localisation dans l'espace tridimensionnel, comme indiqué ci-dessous :

Après avoir utilisé la caméra somatosensorielle, la précision du positionnement PS4 et la robustesse ont été grandement améliorées.
Déterminez de bonnes coordonnées tridimensionnelles, c'est-à-dire x, y, z trois degrés de liberté, la série PS en utilise neuf pour calculer les trois autres degrés de liberté et la liberté de rotation. Ainsi, six degrés de liberté sont obtenus et la position spatiale et l'attitude de la poignée sont déterminées.

Grâce à la description ci-dessus, nous pouvons savoir que PS peut prendre en charge plusieurs cibles situées simultanément et distinguées dans différentes couleurs. Cependant, en raison du mauvais PS anti-abri, une fois l'utilisation de plusieurs occlusions les unes avec les autres, le positionnement est immédiatement affecté. Et en raison de la portée limitée de la caméra binoculaire, le PS Mobile Limited, disponible uniquement dans le cadre de l'activité de la caméra, ne s'installe en principe que devant le PC. Bien que la PS4 utilise actuellement une caméra binoculaire, mais utilise toujours le positionnement en lumière visible, elle est facilement affectée par la couleur d'arrière-plan. De plus, selon les résultats de l'expérience utilisateur reflétée dans le cas d'une caméra de capture de mouvement plus rapide, elle ne peut pas suivre le problème.
Enfin, nous pouvons comparer le tableau suivant pour voir les avantages et les inconvénients des trois technologies de positionnement de produits.