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

La technologie de positionnement intérieur VR peut localiser le casque VR et gérer les appareils VR tels que VIVE Tracker dans l'espace. Avec un appareil VR basé dans l'espace peut non seulement fournir une meilleure immersion, 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 intérieure 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 de 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 d'objets en mouvement. Deux émetteurs laser sont positionnés en diagonale pour former une zone rectangulaire de taille ajustable. 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 ont 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. Besoin d'expliquer ici, la technologie de positionnement laser HTC Vive utilisée dans le processus de positionnement de l'ID de capteur photosensible avec les données qu'il reçoit en même temps transmises à l'unité de calcul, ce qui signifie que l'unité de calcul peut directement faire la distinction entre 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, haute précision de positionnement, traitement distribué et autres avantages, et presque sans délai, n'a pas peur de bloquer, même si la poignée sur le dos ou l'entrejambe peut encore capturer. On peut dire que la technologie de positionnement laser peut réaliser un positionnement 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 est limité, peut s'adapter au besoin de déplacer le jeu. Cependant, en raison de la station de base de lancement laser HTC Vive est l'utilisation d'un contrôle mécanique pour contrôler l'espace de positionnement de balayage laser, et le contrôle mécanique lui-même, il y a des problèmes de stabilité et de faible durabilité, en raison de la stabilité et de la durabilité de HTC Vive légèrement pires .

Technologie de positionnement Oculus Rift

Oculus Rift utilise une technologie de positionnement optique actif.

Connaître l'utilisateur de l'Oculus Rift peut savoir que les appareils Oculus Rift cachent une partie de la lumière infrarouge (c'est-à-dire des marqueurs) qui émettent de la lumière infrarouge et tirent avec deux caméras infrarouges en temps réel. La soi-disant caméra 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 lumineux visible pour améliorer l'image de la lettre Le taux de bruit augmente la robustesse du système.

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

Réutiliser l'algorithme PnP, c'est-à-dire l'utilisation de quatre lumières infrarouges non coplanaires sur les informations d'emplacement de l'appareil, les quatre points des informations d'image peuvent être le dernier appareil dans le système de coordonnées de la caméra, en ajustant le modèle tridimensionnel de l'appareil, et donc la tête du joueur de surveillance en temps réel, les mouvements de la main. Ce qu'il faut expliquer ici, c'est que si vous voulez connaître les informations de localisation des différentes lampes infrarouges sur l'appareil, vous devez être en mesure de faire la distinction entre les différentes lampes infrarouges, les solutions spécifiques sont les suivantes :

Il indique le propre ID de la caméra en faisant clignoter la lampe IR. En contrôlant la fréquence d'obturation de la caméra 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 à 10 images de chaque point dans les changements de taille d'image à 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 occlus ou flou. En raison de la polarisation nulle et de la dérive évidentes 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.

Oculus Rift optique infrarouge active + système de positionnement à neuf axes de haute précision, anti-blocage puissant. Du fait 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 courant, il n'y a pas d'erreur cumulée.

Cependant, en raison de la visualisation limitée des caméras, la gamme limitée de produits disponibles limite considérablement la portée de l'utilisateur, ce qui rend 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 plus de deux.

Technologie de positionnement Playstation VR

PlayStation VR utilise la technologie de positionnement optique actif visible.

L'appareil PlayStation VR utilise une caméra sensorielle corporelle et un objet éclairé en couleur similaire au PS Move précédent 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 à 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, l'utilisation de deux images prises par la caméra pour calculer les coordonnées tridimensionnelles de l'espace de balle. Principe spécifique : Théoriquement parlant, pour un point dans l'espace tridimensionnel, tant que ce point est visible par deux caméras en même temps, les deux caméras en même temps selon l'image et les paramètres correspondants, on peut déterminer le point dans le temps Dans les informations de localisation de l'espace tridimensionnel, comme indiqué ci-dessous :

Après avoir utilisé la caméra somatosensorielle, la précision de positionnement PS4, la robustesse a été grandement améliorée.
Déterminez de bonnes coordonnées tridimensionnelles, c'est-à-dire x, y, z trois degrés de liberté, la série PS 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 simultanément localisées et de différentes couleurs à distinguer. Cependant, en raison du mauvais anti-abri PS, 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, PS mobile limited, disponible uniquement dans le cadre de l'activité de la caméra, ne s'assoit essentiellement que devant le PC. Bien que la PS4 utilise actuellement une caméra binoculaire, mais utilise toujours le positionnement de la lumière visible, elle est facilement affectée par la couleur de fond. En outre, selon les résultats de l'expérience utilisateur reflétée dans le cas d'une caméra de capture de mouvement plus rapide 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 produit.