Posizionamento VR e Head Tracking su HTC vive, Oculus Rift e PlayStation.

La tecnologia di posizionamento interno VR può localizzare le cuffie VR e gestire dispositivi VR come VIVE Tracker nello spazio. Con il dispositivo VR spaziale non solo è possibile fornire una migliore immersione, ma anche il conseguente senso di vertigine sarà notevolmente ridotto, l'intero schermo può essere una realtà, il mondo si muove davvero secondo i nostri movimenti. La tecnologia di localizzazione interna è molto importante per i dispositivi di realtà virtuale desktop VR.

HTC vive “Lighthouse” è una tecnologia di posizionamento laser, Oculus Rift e Sony PlayStation VR sono una tecnologia di posizionamento ottico. Oculus Rift è la tecnologia ottica attiva a infrarossi e Sony PlayStation VR è la tecnologia ottica attiva a luce visibile.

Tecnologia di posizionamento indoor Lighthouse di HTC Vive.

La tecnologia di posizionamento indoor Lighthouse di HTC è una tecnologia di posizionamento a scansione laser, mediante sensori laser e fotosensibili per determinare la posizione di oggetti in movimento. Due emettitori laser sono posizionati diagonalmente per formare un'area rettangolare di dimensione regolabile. Il raggio laser viene emesso da due file di luci LED fisse all'interno del trasmettitore, sei volte al secondo. Ogni emettitore laser ha due moduli di scansione, che trasmettono rispettivamente la scansione laser e lo spazio di posizionamento allo spazio di posizionamento rispettivamente in direzione orizzontale e verticale.

Le teste e le maniglie di HTC Vive hanno più di 70 sensori di luce. Calcolando il tempo necessario per ricevere il laser per calcolare l'esatta posizione del sensore rispetto all'emettitore laser, la posizione e la direzione della testa visibile possono essere rilevate da più fotosensori. È necessario spiegare qui, la tecnologia di posizionamento laser HTC Vive utilizzata nel processo di posizionamento dell'ID del sensore fotosensibile con i dati che riceve contemporaneamente passati all'unità di calcolo, il che significa che l'unità di calcolo può distinguere direttamente tra diversi sensori fotosensibili, quindi Alla fine viene costruito un modello tridimensionale della testa e del manico, in base alla posizione di ciascun sensore di luce fissato sulla testa e sul manico e su altre informazioni.

La tecnologia di posizionamento laser a basso costo, elevata precisione di posizionamento, elaborazione distribuita e altri vantaggi, e quasi nessun ritardo, non ha paura di bloccarsi, anche se la maniglia sul retro o sul cavallo riesce ancora a catturare. Si può affermare che la tecnologia di posizionamento laser può ottenere il posizionamento in ambienti interni con elevata precisione ed elevata velocità di reazione evitando gli svantaggi di elevata complessità, costo elevato delle apparecchiature, velocità di elaborazione lenta e facile influenza della luce naturale basata sulla tecnologia di elaborazione delle immagini. Inoltre, rispetto agli altri due prodotti, HTC Vive può consentire agli utenti di svolgere attività in un determinato spazio, l'utente è limitato, può adattarsi alla necessità di spostare il gioco. Tuttavia, poiché la stazione base di lancio laser di HTC Vive utilizza il controllo meccanico per controllare lo spazio di posizionamento della scansione laser e il controllo meccanico stesso, ci sono problemi di stabilità e scarsa durata, di conseguenza la stabilità e la durata di HTC Vive sono leggermente peggiori .

Tecnologia di posizionamento Oculus Rift

Oculus Rift utilizza la tecnologia di posizionamento ottico attivo.

Conoscendo l'utente dell'Oculus Rift potrebbe sapere che i dispositivi Oculus Rift nascondono parte della luce infrarossa (cioè dei marcatori) che emettono luce infrarossa e scattano con due fotocamere a infrarossi in tempo reale. La cosiddetta telecamera a infrarossi è installata nel filtro a infrarossi all'esterno della telecamera, quindi la telecamera può catturare solo la testa e il manico (Oculus touch) sulla luce infrarossa per filtrare la testa e il manico attorno al segnale di luce visibile per migliorare l'immagine della lettera Il rapporto rumore aumenta la robustezza del sistema.

Dopo aver ottenuto l'immagine a infrarossi, le immagini raccolte dalle due telecamere da diverse angolazioni vengono trasmesse all'unità di calcolo e le informazioni indesiderate vengono filtrate dall'algoritmo visivo per ottenere la posizione della luce a infrarossi.

Riutilizzo dell'algoritmo PnP, ovvero l'uso di quattro luci infrarosse non complanari sulle informazioni sulla posizione del dispositivo, i quattro punti delle informazioni sull'immagine possono essere il dispositivo finale nel sistema di coordinate della fotocamera, adattandosi al modello tridimensionale del dispositivo, e quindi monitoraggio in tempo reale della testa e dei movimenti delle mani del giocatore. Ciò che deve essere spiegato qui è che se desideri conoscere le informazioni sulla posizione delle diverse lampade a infrarossi sul dispositivo, devi essere in grado di distinguere tra diverse lampade a infrarossi, le soluzioni specifiche sono le seguenti:

Indica l'ID della fotocamera facendo lampeggiare la lampada IR. Controllando la frequenza dell'otturatore della fotocamera e la frequenza di lampeggio di ciascun LED, è possibile controllare la dimensione dell'immagine di ciascuna lampada a infrarossi sull'immagine, quindi utilizzare l'immagine a 10 fotogrammi di ciascun punto nelle modifiche alla dimensione dell'immagine a 10 fotogrammi per determinare il LED Il numero ID corrispondente della lampadina, quindi in base al numero ID è possibile conoscere la posizione della luce a infrarossi sulle informazioni del dispositivo.

Inoltre, l'Oculus Rift è dotato di un sensore a nove assi che utilizza il sensore a nove assi per calcolare la posizione spaziale del dispositivo quando il posizionamento ottico a infrarossi è occluso o sfocato. A causa dell'ovvia polarizzazione dello zero e della deriva dei nove assi, il sistema di posizionamento ottico a infrarossi può anche utilizzare le informazioni di posizionamento ottenute per calibrare le informazioni ottenute dai nove assi quando il sistema di posizionamento ottico a infrarossi funziona normalmente, in modo che il posizionamento ottico a infrarossi e i nove assi si compensano a vicenda.

Ottica a infrarossi attivi Oculus Rift + sistema di posizionamento a nove assi con elevata precisione, forte anti-blocco. A causa dell'elevata velocità di ripresa delle telecamere utilizzate e poiché tali sistemi possono sempre ottenere le coordinate della posizione assoluta del marcatore nello spazio corrente, non si verifica alcun errore cumulativo.

Tuttavia, a causa della visione limitata della fotocamera, la gamma limitata di prodotti disponibili limita notevolmente la portata dell’utente, rendendo impossibile l’utilizzo di Oculus Rift per giocare a giochi di realtà virtuale che richiedono un’ampia gamma di attività come camminare. Pertanto, sebbene Oculus Rift possa supportare il posizionamento simultaneo di più bersagli, il numero di bersagli non può essere eccessivo, solitamente non più di due.

Tecnologia di posizionamento VR per PlayStation

PlayStation VR utilizza la tecnologia di posizionamento ottico attivo visibile.

Il dispositivo PlayStation VR utilizza una fotocamera sensoriale del corpo e un oggetto illuminato a colori simile al precedente PS Move per tracciare la posizione della testa umana e dei controlli. La testa e la maniglia metteranno la sfera delle luci a LED, ciascuna maniglia, la testa montata su ciascuna. Queste sfere luminose a LED possono emettere la propria luce e diverse sfere luminose emesse da luci di diversi colori, in modo che la ripresa della fotocamera, la sfera luminosa e l'ambiente di sfondo, tra ciascuna sfera possano essere un'ottima distinzione.

PS3 originariamente utilizzava una singola telecamera, calcolando il raggio della palla nell'immagine per calcolare la posizione della palla rispetto alla telecamera e, infine, determinare la posizione della maniglia e della testa. Tuttavia, la precisione del posizionamento di una singola telecamera non è elevata, la robustezza non è elevata e talvolta l'ambiente verrà identificato come un oggetto colorato, a volte la forte luce solare non funzionerà. Pertanto, PS4 utilizza una fotocamera somatosensoriale, ovvero una fotocamera binoculare, che utilizza due immagini scattate dalla fotocamera per calcolare le coordinate tridimensionali dello spazio della palla. Principio specifico: in teoria, per un punto nello spazio tridimensionale, finché questo punto può essere visto da due telecamere contemporaneamente, le due telecamere contemporaneamente in base all'immagine e ai parametri corrispondenti, è possibile determinare il punto nel tempo Nelle informazioni sulla posizione dello spazio tridimensionale, come mostrato di seguito:

Dopo aver utilizzato la fotocamera somatosensoriale, la precisione di posizionamento di PS4 e la robustezza sono state notevolmente migliorate.
Determinare buone coordinate tridimensionali, ovvero x, y, z tre gradi di libertà, la serie PS ne utilizza nove per calcolare gli altri tre gradi di libertà e la libertà di rotazione. Si ottengono così sei gradi di libertà e si determinano la posizione spaziale e l'assetto della maniglia.

Dalla descrizione di cui sopra possiamo sapere che PS può supportare più bersagli posizionati simultaneamente e in diversi colori per distinguerli. Tuttavia, a causa dello scarso PS anti-riparo, una volta utilizzate più occlusioni tra loro, il posizionamento ne risente immediatamente. E a causa della portata limitata della fotocamera binoculare, PS mobile è limitato, disponibile solo nell'ambito dell'attività della fotocamera, fondamentalmente solo seduto davanti al PC. Anche se PS4 attualmente utilizza una fotocamera binoculare, ma utilizza ancora il posizionamento della luce visibile, viene facilmente influenzata dal colore di sfondo. Inoltre, secondo i risultati dell'esperienza utente riflessa nel caso di una fotocamera con motion capture più veloce, non è possibile tenere il passo con il problema.
Infine, possiamo confrontare la tabella seguente per vedere i vantaggi e gli svantaggi delle tre tecnologie di posizionamento del prodotto.