VR內(nèi)向外和外向內(nèi)定位追蹤的原理與發(fā)展趨勢詳解
現(xiàn)在的移動VR已經(jīng)不再像以前那樣令人感到暈眩惡心。當(dāng)然,現(xiàn)在我們尚不能實現(xiàn)跟Oculus Rift和PSVR相近的質(zhì)量。但技術(shù)正在迅速發(fā)展,這允許我們剪掉煩人的線纜。但移動VR的繁榮更為我們帶來了對虛擬世界6自由度的新思考。
能自由在空間中漫步(存在一定限制)使得HTC Vive成為當(dāng)前市場上最具吸引力的系統(tǒng),但所使用的定位追蹤并不一定適合所有人。Oculus提供了類似的功能,但他們正在研究一種內(nèi)向外追蹤(inside-out tracking),無需纜線,可提供更多的移動性。事實上,我們已經(jīng)在去年的OC3大會上體驗過Santa Cruz原型。
你或許已經(jīng)聽說過內(nèi)向外(inside-out)和外向內(nèi)(outside-in)追蹤,你甚至可能還知道它們的具體含義。但兩者具體的優(yōu)缺點又是什么呢?我們在未來10年內(nèi)又將會使用哪種追蹤方式呢?
1. 外向內(nèi)追蹤(Outside-In)如果你嘗試過“三大”系統(tǒng)(Oculus Rift、HTC Vive和PSVR),那你已經(jīng)體驗過外向內(nèi)追蹤。頭顯和配件都由外部設(shè)備進(jìn)行追蹤。Vive是通過Steam定位器(Lighthouse)進(jìn)行追蹤,而Oculus Rift則通過像麥克風(fēng)一樣的傳感器進(jìn)行追蹤,PSVR跟Oculus系統(tǒng)類似。
在三種設(shè)置中,傳感器都需要放置在房間中的不同位置,然后識別頭顯相對于環(huán)境的位置。雖然這在高端系統(tǒng)中十分常見,但部分移動VR同樣在實驗外向內(nèi)追蹤解決方案。
優(yōu)點·外向內(nèi)解決方案保持固定,是當(dāng)前精度最高的系統(tǒng)。你還可以在房間中添加更多的追蹤器以提高準(zhǔn)確度。
·當(dāng)前外向內(nèi)追蹤的時延更低,這會減少你出現(xiàn)暈動癥的幾率。除非其他解決方案能實現(xiàn)相近的追蹤質(zhì)量,否則外向內(nèi)追蹤將會繼續(xù)成為最強大的追蹤解決方案。因此,這種追蹤方案對移動VR同樣存在一定的優(yōu)勢。
缺點·一個主要的限制在于遮擋。如果你突然走到沙發(fā)或高大植物的背后,遠(yuǎn)離傳感器的視距,系統(tǒng)將會難以追蹤你的具體位置。傳感器需要有效地對你進(jìn)行360度追蹤,否則系統(tǒng)將會丟失對你的追蹤。
·另一個主要問題是傳感器的限制。跟內(nèi)而外追蹤不同,你需要一直維持在傳感器視場范圍之內(nèi)。一旦你超出范圍,沉浸感就會被打破。如果VR設(shè)置的空間有限,這個問題將會更加突出。
2.內(nèi)向外追蹤(Inside-Out)在這種情景下,設(shè)備本身集成了追蹤器,可以檢測設(shè)備相對于外部環(huán)境位置而變化。當(dāng)頭顯移動時,傳感器會重新調(diào)整房間中位置的坐標(biāo),這樣給人的感覺是你正在虛擬環(huán)境中實時移動。內(nèi)向外追蹤可以使用標(biāo)記或不使用標(biāo)記。雖然像小鳥Neo CV這樣的頭顯可以讓你自由地使用,但你也可以回顧一下Valve demo演示室的圖片。為協(xié)助內(nèi)而外追蹤,他們在墻壁上覆蓋了許多空白標(biāo)記。
現(xiàn)在已經(jīng)有企業(yè)提供極具吸引力的內(nèi)向外追蹤解決方案,包括高通的835參考頭顯。Eonite同樣展示了他們的內(nèi)向外解決方案,他們把一個傳感器附在HTC Vive頭顯上,雖然頭顯仍需要纜線連接至電腦,但我們可以自由地在虛擬世界中漫步,無需任何外部傳感器。最知名的應(yīng)該是微軟,HoloLens和即將上市的Windows混合現(xiàn)實頭顯都將集成內(nèi)向外追蹤,包括宏碁“混合現(xiàn)實”頭顯。





