Posicionamento VR e Head Tracking no HTC vive, Oculus rift e PlayStation.

A tecnologia de posicionamento interno VR pode localizar fones de ouvido VR e lidar com dispositivos VR, como o VIVE Tracker, no espaço. Com o dispositivo VR baseado no espaço, não só pode proporcionar uma melhor imersão, a sensação de tontura resultante será significativamente reduzida, a tela inteira pode ser uma realidade, o mundo está realmente se movendo de acordo com nossos movimentos. A tecnologia de localização interna é muito importante para dispositivos de realidade virtual de desktop VR.

HTC vive “Lighthouse” é uma tecnologia de posicionamento a laser, Oculus Rift e Sony PlayStation VR são tecnologias de posicionamento óptico. Oculus Rift é a tecnologia óptica ativa infravermelha e Sony PlayStation VR é a tecnologia óptica ativa de luz visível.

Tecnologia de posicionamento interno Lighthouse do HTC Vive.

A tecnologia de posicionamento interno Lighthouse da HTC é uma tecnologia de posicionamento por varredura a laser, por sensores laser e fotossensíveis para determinar a localização de objetos em movimento. Dois emissores de laser são posicionados diagonalmente para formar uma área retangular de tamanho ajustável. O feixe de laser é emitido por duas fileiras de luzes LED fixas dentro do transmissor, seis vezes por segundo. Cada emissor de laser possui dois módulos de varredura, que transmitem respectivamente a varredura a laser e o espaço de posicionamento para o espaço de posicionamento nas direções horizontal e vertical.

Os cabeçotes e alças HTC Vive possuem mais de 70 sensores de luz. Ao calcular o tempo de recepção do laser para calcular a posição exata do sensor em relação ao emissor do laser, a posição e a direção da cabeça visível podem ser detectadas por vários fotossensores. É necessário explicar aqui, a tecnologia de posicionamento a laser HTC Vive utilizada no processo de posicionamento do ID do sensor fotossensível com os dados que recebe ao mesmo tempo passados ​​​​para a unidade de computação, o que significa que a unidade de computação pode distinguir diretamente entre diferentes sensores fotossensíveis, assim Por fim, é construído um modelo tridimensional da cabeça e do cabo, com base na posição de cada sensor de luz fixado na cabeça e no cabo, além de outras informações.

Tecnologia de posicionamento a laser com baixo custo, alta precisão de posicionamento, processamento distribuído e outras vantagens, e quase sem atraso, não tem medo de bloquear, mesmo que a alça nas costas ou na virilha ainda possa capturar. Pode-se dizer que a tecnologia de posicionamento a laser pode alcançar o posicionamento interno com alta precisão e alta velocidade de reação, evitando as desvantagens de alta complexidade, alto custo do equipamento, velocidade de computação lenta e ser facilmente afetado pela luz natural baseada na tecnologia de processamento de imagem. Além disso, em comparação com os outros dois produtos, o HTC Vive pode permitir aos usuários realizar atividades em um determinado espaço, o usuário é limitado, pode se adaptar à necessidade de movimentar o jogo. No entanto, devido à estação base de lançamento a laser HTC Vive é o uso de controle mecânico para controlar o espaço de posicionamento de varredura a laser, e o próprio controle mecânico, há problemas de estabilidade e baixa durabilidade, como resultado da estabilidade e durabilidade do HTC Vive um pouco pior .

Tecnologia de posicionamento Oculus Rift

Oculus Rift usa tecnologia de posicionamento óptico ativo.

Conhecendo o usuário do Oculus Rift, você pode saber que os dispositivos Oculus Rift escondem parte da luz infravermelha (ou seja, marcadores) que emitem luz infravermelha e disparam com duas câmeras infravermelhas em tempo real. A chamada câmera infravermelha é instalada no filtro infravermelho fora da câmera, de modo que a câmera só pode capturar a cabeça e a alça (Oculus touch) na luz infravermelha para filtrar a cabeça e a alça ao redor do sinal de luz visível para melhorar a imagem da letra A relação de ruído aumenta a robustez do sistema.

Após a obtenção da imagem infravermelha, as imagens coletadas pelas duas câmeras em ângulos diferentes são transmitidas para a unidade computacional, e as informações indesejadas são filtradas pelo algoritmo visual para obtenção da posição da luz infravermelha.

Reutilizar algoritmo PnP, ou seja, o uso de quatro luz infravermelha não coplanar nas informações de localização do dispositivo, os quatro pontos das informações da imagem podem ser o dispositivo final no sistema de coordenadas da câmera, ajustando-se ao modelo tridimensional do dispositivo, e, portanto, monitoramento em tempo real da cabeça e dos movimentos das mãos do jogador. O que precisa ser explicado aqui é que se você deseja saber as informações de localização das diferentes lâmpadas infravermelhas no dispositivo, deve ser capaz de distinguir entre as diferentes lâmpadas infravermelhas, as soluções específicas são as seguintes:

Ele informa a própria ID da câmera piscando a lâmpada IR. Ao controlar a frequência do obturador da câmera e a frequência de flash de cada LED, você pode controlar o tamanho da imagem de cada lâmpada infravermelha na imagem e, em seguida, usar a imagem de 10 quadros de cada ponto nas alterações de tamanho da imagem de 10 quadros para determinar o LED O número de identificação correspondente da lâmpada e, de acordo com o número de identificação, você pode saber a localização da luz infravermelha nas informações do dispositivo.

Além disso, o Oculus Rift está equipado com um sensor de nove eixos que usa o sensor de nove eixos para calcular a posição espacial do dispositivo quando o posicionamento óptico infravermelho está obstruído ou desfocado. Devido à óbvia polarização zero e desvio dos nove eixos, o sistema de posicionamento óptico infravermelho também pode usar as informações de posicionamento obtidas para calibrar as informações obtidas pelos nove eixos quando o sistema de posicionamento óptico infravermelho funciona normalmente, de modo que o posicionamento óptico infravermelho e os nove eixos se compensam.

Óptica infravermelha ativa Oculus Rift + sistema de posicionamento de nove eixos com alta precisão, forte anti-bloqueio. Devido à alta velocidade de disparo das câmeras utilizadas, e porque tais sistemas sempre podem obter as coordenadas de posição absoluta do marcador no espaço atual, não há erro cumulativo.

No entanto, devido à visão limitada da câmera, a gama limitada de produtos disponíveis limita em grande medida o alcance do usuário, impossibilitando o uso do Oculus Rift para jogar jogos de realidade virtual que exigem uma ampla gama de atividades, como caminhar. Portanto, embora o Oculus Rift possa suportar o posicionamento simultâneo de vários alvos, o número de alvos não pode ser muito grande, geralmente não mais do que dois.

Tecnologia de posicionamento Playstation VR

O PlayStation VR usa tecnologia de posicionamento óptico ativo visível.

O dispositivo PlayStation VR usa uma câmera sensorial corporal e um objeto iluminado por cores semelhante ao PS Move anterior para rastrear a posição da cabeça humana e dos controles. A cabeça e a alça colocarão uma bola de luzes LED, cada alça, montada na cabeça de cada uma. Essas bolas de luz LED podem emitir sua própria luz, e diferentes bolas de luz emitidas pela luz de cores diferentes, de modo que o disparo da câmera, a bola de luz e o ambiente de fundo, entre cada bola possam ser uma distinção muito boa.

O PS3 originalmente usava uma única câmera, calculando o raio da bola na imagem para calcular a posição da bola em relação à câmera e, por fim, determinar a alça e a posição da cabeça. No entanto, a precisão do posicionamento de uma única câmera não é alta, a robustez não é forte e, às vezes, o ambiente será identificado como uma alça de objeto colorido, às vezes a luz solar forte não funcionará. Portanto, o PS4 utiliza uma câmera somatossensorial, ou seja, câmera binocular, a utilização de duas imagens captadas pela câmera para calcular as coordenadas tridimensionais do espaço da bola. Princípio específico: Teoricamente falando, para um ponto no espaço tridimensional, desde que este ponto possa ser visto por duas câmeras ao mesmo tempo, as duas câmeras ao mesmo tempo de acordo com a imagem e os parâmetros correspondentes, você pode determinar o ponto no tempo Nas informações de localização do espaço tridimensional, conforme mostrado abaixo:

Depois de usar a câmera somatossensorial, a precisão de posicionamento e a robustez do PS4 foram bastante melhoradas.
Determine boas coordenadas tridimensionais, ou seja, x, y, z três graus de liberdade, a série PS usa nove para calcular os outros três graus de liberdade e liberdade de rotação. Assim, são obtidos seis graus de liberdade e são determinadas a posição espacial e a atitude da pega.

Através da descrição acima podemos saber que o PS pode suportar múltiplos alvos localizados simultaneamente e em cores diferentes para distinguir. Porém, devido ao fraco PS anti-abrigo, uma vez utilizado múltiplas oclusões entre si, o posicionamento afetou imediatamente. E por causa do alcance limitado da câmera binocular, o PS mobile limitado, disponível apenas no âmbito da atividade da câmera, basicamente só fica na frente do PC. Embora o PS4 atualmente use uma câmera binocular, mas ainda usando posicionamento de luz visível, ela é facilmente afetada pela cor de fundo. Além disso, de acordo com os resultados da experiência do usuário refletida no caso de câmera de captura de movimento mais rápida não consegue acompanhar o problema.
Finalmente, podemos comparar a tabela a seguir para ver as vantagens e desvantagens das três tecnologias de posicionamento de produtos.