HTC Vive, Oculus Rift और PlayStation में VR पोजिशनिंग और हेड ट्रैकिंग।

वीआर इंडोर पोजिशनिंग तकनीक वीआर हेडसेट की स्थिति का पता लगा सकती है और वीआईवी ट्रैकर जैसे वीआर उपकरणों को अंतरिक्ष में नियंत्रित कर सकती है। अंतरिक्ष-आधारित वीआर उपकरण न केवल बेहतर तल्लीनता प्रदान करते हैं, बल्कि चक्कर आने की अनुभूति भी काफी हद तक कम हो जाती है, पूरी स्क्रीन एक वास्तविकता बन जाती है, और ऐसा लगता है मानो दुनिया हमारी गतिविधियों के अनुसार सचमुच गतिमान है। वीआर डेस्कटॉप वर्चुअल रियलिटी उपकरणों के लिए इंडोर लोकेशन तकनीक अत्यंत महत्वपूर्ण है।

HTC Vive का “Lighthouse” लेजर पोजिशनिंग तकनीक पर आधारित है, जबकि Oculus Rift और Sony PlayStation VR ऑप्टिकल पोजिशनिंग तकनीक पर आधारित हैं। Oculus Rift इन्फ्रारेड एक्टिव ऑप्टिकल तकनीक है और Sony PlayStation VR विजिबल लाइट एक्टिव ऑप्टिकल तकनीक है।

एचटीसी वाइव की लाइटहाउस इनडोर पोजिशनिंग तकनीक।

HTC की लाइटहाउस इंडोर पोजिशनिंग तकनीक एक लेजर स्कैनिंग पोजिशनिंग तकनीक है , जो लेजर और फोटोसेंसिटिव सेंसर का उपयोग करके गतिशील वस्तुओं की स्थिति निर्धारित करती है। दो लेजर उत्सर्जक तिरछे रूप से स्थित होते हैं, जिससे समायोज्य आकार का एक आयताकार क्षेत्र बनता है। ट्रांसमीटर के भीतर स्थिर एलईडी लाइटों की दो पंक्तियों द्वारा लेजर किरण प्रति सेकंड छह बार उत्सर्जित होती है। प्रत्येक लेजर उत्सर्जक में दो स्कैनिंग मॉड्यूल होते हैं, जो क्रमशः क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दिशाओं में लेजर स्कैनिंग और पोजिशनिंग स्पेस को पोजिशनिंग स्पेस में संचारित करते हैं।

HTC Vive हेड और हैंडल में 70 से अधिक प्रकाश संवेदक होते हैं। लेजर प्राप्त होने के समय की गणना करके, सेंसर की लेजर उत्सर्जक के सापेक्ष सटीक स्थिति का पता लगाया जाता है, जिससे कई फोटोसेंसर द्वारा दिखाई देने वाले हेड की स्थिति और दिशा का पता लगाया जा सकता है। यहां यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि HTC Vive की लेजर पोजिशनिंग तकनीक, फोटोसेंसिटिव सेंसर की आईडी के आधार पर पोजिशनिंग प्रक्रिया में उपयोग की जाती है और प्राप्त डेटा को कंप्यूटिंग यूनिट को भेजती है। इसका अर्थ है कि कंप्यूटिंग यूनिट विभिन्न फोटोसेंसिटिव सेंसरों के बीच सीधे अंतर कर सकती है, और इस प्रकार हेड और हैंडल पर लगे प्रत्येक प्रकाश संवेदक की स्थिति और अन्य जानकारी के आधार पर हेड और हैंडल का त्रि-आयामी मॉडल तैयार किया जाता है।

लेजर पोजिशनिंग तकनीक कम लागत, उच्च सटीकता, वितरित प्रोसेसिंग और अन्य लाभों के साथ-साथ लगभग बिना किसी विलंब के, अवरोध से भी सुरक्षित है, यहां तक ​​कि पीठ या कमर पर लगे हैंडल से भी इसे कैप्चर किया जा सकता है। यह कहा जा सकता है कि लेजर पोजिशनिंग तकनीक उच्च जटिलता, उच्च उपकरण लागत, धीमी कंप्यूटिंग गति और प्राकृतिक प्रकाश से आसानी से प्रभावित होने जैसी कमियों से बचते हुए उच्च सटीकता और उच्च प्रतिक्रिया गति के साथ इनडोर पोजिशनिंग प्राप्त कर सकती है। इसके अलावा, अन्य दो उत्पादों की तुलना में, HTC Vive उपयोगकर्ताओं को एक निश्चित स्थान में गतिविधियां करने की अनुमति देता है, उपयोगकर्ता की सीमाएं सीमित नहीं होती हैं, बल्कि गेम को स्थानांतरित करने की आवश्यकता के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है। हालांकि, HTC Vive लेजर लॉन्च बेस स्टेशन लेजर स्कैनिंग पोजिशनिंग स्पेस को नियंत्रित करने के लिए यांत्रिक नियंत्रण का उपयोग करता है, और स्वयं यांत्रिक नियंत्रण में स्थिरता और स्थायित्व की समस्याएँ हैं, जिसके परिणामस्वरूप HTC Vive की स्थिरता और स्थायित्व थोड़ा कम है।

ओकुलस रिफ्ट पोजिशनिंग तकनीक

ओकुलस रिफ्ट सक्रिय ऑप्टिकल पोजिशनिंग तकनीक का उपयोग करता है।

ओकुलस रिफ्ट के उपयोगकर्ता शायद जानते होंगे कि ओकुलस रिफ्ट डिवाइस में कुछ इन्फ्रारेड लाइट (यानी मार्कर) छिपे होते हैं जो इन्फ्रारेड लाइट उत्सर्जित करते हैं और दो इन्फ्रारेड कैमरों से रियल टाइम में शूट करते हैं। यह इन्फ्रारेड कैमरा कैमरे के बाहर लगे इन्फ्रारेड फिल्टर में स्थापित होता है, जिससे कैमरा केवल सिर और हैंडल (ओकुलस टच) पर पड़ने वाली इन्फ्रारेड लाइट को ही कैप्चर कर पाता है। इसके बाद, सिर और हैंडल के आसपास के दृश्य प्रकाश सिग्नल को फिल्टर करके इमेज की नॉइज़ रेशियो को कम किया जाता है, जिससे सिस्टम की मजबूती बढ़ती है।

अवरक्त छवि प्राप्त करने के बाद, विभिन्न कोणों से दो कैमरों द्वारा एकत्रित छवियों को कंप्यूटिंग इकाई में भेजा जाता है, और अवांछित जानकारी को दृश्य एल्गोरिदम द्वारा फ़िल्टर करके अवरक्त प्रकाश की स्थिति प्राप्त की जाती है।

PnP एल्गोरिदम का पुन: उपयोग, यानी डिवाइस की स्थिति की जानकारी प्राप्त करने के लिए चार गैर-समतलीय अवरक्त प्रकाश का उपयोग, छवि जानकारी के चार बिंदुओं को अंततः डिवाइस के कैमरा समन्वय प्रणाली में फिट कर सकता है, जिससे डिवाइस का त्रि-आयामी मॉडल तैयार हो जाता है, और इस प्रकार खिलाड़ी के सिर और हाथ की गतिविधियों की वास्तविक समय में निगरानी की जा सकती है। यहाँ यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि यदि आप डिवाइस पर विभिन्न अवरक्त लैंपों की स्थिति की जानकारी जानना चाहते हैं, तो आपको विभिन्न अवरक्त लैंपों के बीच अंतर करने में सक्षम होना चाहिए, विशिष्ट समाधान इस प्रकार हैं:

यह IR लैंप के ब्लिंक करके कैमरे की ID बताता है। कैमरे के शटर की आवृत्ति और प्रत्येक LED की फ्लैशिंग आवृत्ति को नियंत्रित करके, आप तस्वीर में प्रत्येक इन्फ्रारेड लैंप की छवि का आकार नियंत्रित कर सकते हैं, और फिर 10 फ्रेम की छवि में प्रत्येक बिंदु के आकार में परिवर्तन का उपयोग करके LED के संबंधित ID नंबर का पता लगा सकते हैं, और फिर ID नंबर के अनुसार आप डिवाइस पर इन्फ्रारेड लाइट की स्थिति जान सकते हैं।

इसके अतिरिक्त, ओकुलस रिफ्ट में एक नौ-अक्षीय सेंसर लगा है जो अवरक्त ऑप्टिकल पोजिशनिंग बाधित या धुंधली होने पर डिवाइस की स्थानिक स्थिति की गणना करने के लिए नौ-अक्षीय सेंसर का उपयोग करता है। नौ अक्षों के स्पष्ट शून्य पूर्वाग्रह और बहाव के कारण, अवरक्त ऑप्टिकल पोजिशनिंग सिस्टम सामान्य रूप से काम करते समय नौ अक्षों द्वारा प्राप्त जानकारी को कैलिब्रेट करने के लिए प्राप्त पोजिशनिंग जानकारी का उपयोग कर सकता है, जिससे अवरक्त ऑप्टिकल पोजिशनिंग और नौ अक्ष एक दूसरे को संतुलित करते हैं।

ओकुलस रिफ्ट में सक्रिय इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स और नौ-अक्षीय पोजिशनिंग सिस्टम है, जो उच्च सटीकता और मजबूत अवरोध-रोधी क्षमता प्रदान करता है। उपयोग किए गए कैमरों की उच्च शूटिंग गति के कारण, और इस तरह के सिस्टम द्वारा वर्तमान स्थान में मार्कर के सटीक निर्देशांक प्राप्त करने की क्षमता के कारण, कोई संचयी त्रुटि नहीं होती है।

हालांकि, कैमरे की सीमित दृश्यता और उपलब्ध उत्पादों की सीमित श्रृंखला के कारण उपयोगकर्ता की पहुंच काफी हद तक सीमित हो जाती है, जिससे ओकुलस रिफ्ट का उपयोग उन वर्चुअल रियलिटी गेम्स को खेलने के लिए असंभव हो जाता है जिनमें चलने-फिरने जैसी कई गतिविधियों की आवश्यकता होती है। इसलिए, हालांकि ओकुलस रिफ्ट एक साथ कई लक्ष्यों की स्थिति को सपोर्ट कर सकता है, लक्ष्यों की संख्या बहुत अधिक नहीं हो सकती, आमतौर पर दो से अधिक नहीं।

प्लेस्टेशन वीआर पोजिशनिंग तकनीक

प्लेस्टेशन वीआर दृश्य सक्रिय ऑप्टिकल पोजिशनिंग तकनीक का उपयोग करता है।

प्लेस्टेशन वीआर डिवाइस, पिछले पीएस मूव की तरह ही, शरीर-संवेदी कैमरे और रंगीन रोशनी वाली वस्तु का उपयोग करके मानव सिर की स्थिति और नियंत्रणों को ट्रैक करता है। सिर और हैंडल पर एलईडी लाइट बॉल लगी होती हैं, प्रत्येक हैंडल और सिर पर एक-एक लाइट बॉल लगी होती है। ये एलईडी लाइट बॉल अपनी रोशनी उत्सर्जित कर सकती हैं, और अलग-अलग लाइट बॉल अलग-अलग रंगों की रोशनी उत्सर्जित करती हैं, जिससे कैमरे द्वारा ली गई शूटिंग में लाइट बॉल और पृष्ठभूमि के वातावरण के बीच स्पष्ट अंतर दिखाई देता है।

मूल रूप से PS3 में एक ही कैमरा इस्तेमाल होता था, जो तस्वीर में गेंद की त्रिज्या की गणना करके कैमरे के सापेक्ष गेंद की स्थिति का पता लगाता था और अंततः हैंडल और हेड की स्थिति निर्धारित करता था। हालांकि, एक कैमरे की स्थिति निर्धारण की सटीकता कम थी, मजबूती भी कम थी, और कभी-कभी यह रंगीन वस्तुओं को हैंडल के रूप में पहचान लेता था, और कभी-कभी तेज धूप में काम नहीं करता था। इसलिए, PS4 में एक सोमैटोसेंसरी कैमरा, यानी बाइनोकुलर कैमरा का उपयोग किया गया है, जो कैमरे द्वारा ली गई दो छवियों का उपयोग करके गेंद के त्रि-आयामी निर्देशांक की गणना करता है। विशिष्ट सिद्धांत: सैद्धांतिक रूप से, त्रि-आयामी स्थान में एक बिंदु के लिए, जब तक यह बिंदु एक ही समय में दो कैमरों द्वारा देखा जा सकता है, दोनों कैमरे छवि और संबंधित मापदंडों के अनुसार, त्रि-आयामी स्थान में बिंदु की स्थिति की जानकारी निर्धारित कर सकते हैं, जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

सोमैटोसेंसरी कैमरे का उपयोग करने के बाद, PS4 की स्थिति निर्धारण सटीकता और मजबूती में काफी सुधार हुआ है।

एक उपयुक्त त्रि-आयामी निर्देशांक निर्धारित करें, अर्थात् x, y, z तीन स्वतंत्रता की डिग्री। PS श्रृंखला नौ स्वतंत्रता की डिग्री और घूर्णन की स्वतंत्रता की गणना करने के लिए नौ डिग्री का उपयोग करती है। इस प्रकार, छह स्वतंत्रता की डिग्री प्राप्त होती हैं और हैंडल की स्थानिक स्थिति और अभिविन्यास निर्धारित किया जाता है।

उपरोक्त विवरण से हम जान सकते हैं कि PS एक साथ कई लक्ष्यों का पता लगा सकता है, और उन्हें अलग-अलग रंगों में भी पहचान सकता है। हालांकि, PS की खराब एंटी-शेल्टर क्षमता के कारण, एक साथ कई रुकावटें आने पर स्थिति तुरंत प्रभावित होती है। बाइनोकुलर कैमरे की सीमित रेंज के कारण, PS मोबाइल सीमित है, केवल कैमरे की गतिविधि के दायरे में ही काम करता है, मूल रूप से केवल PC के सामने बैठकर ही। हालांकि PS4 वर्तमान में बाइनोकुलर कैमरे का उपयोग करता है, फिर भी यह दृश्य प्रकाश स्थिति निर्धारण का उपयोग करता है, जो पृष्ठभूमि के रंग से आसानी से प्रभावित होता है। इसके अलावा, उपयोगकर्ता अनुभव के परिणामों के अनुसार, तेज गति कैप्चर के मामले में कैमरा गति बनाए रखने में असमर्थ है।

अंत में, हम तीनों उत्पाद पोजीशनिंग तकनीकों के फायदे और नुकसान देखने के लिए निम्नलिखित तालिका की तुलना कर सकते हैं।