VR體驗(yàn):光學(xué)空間定位技術(shù)或是主流VR
最近,Oculus Rift對(duì)其內(nèi)容平臺(tái)Oculus Home和固件進(jìn)行了升級(jí),這次的固件升級(jí)后Rift可以同時(shí)連接四個(gè)追蹤攝像頭,也間接驗(yàn)證了Oculus Touch應(yīng)該不會(huì)跳票了。 相比較HTC Vive的激光定位技術(shù),Oculus單個(gè)攝像頭不容易捕捉頭顯或者手柄的信號(hào),所以每增加一個(gè)攝像頭就意味著更大的信號(hào)可捕捉范圍,并且能夠增加定位的準(zhǔn)確性?,F(xiàn)在其支持連接四個(gè)攝像頭后,類似HTC Vive,便可以通過(guò)空間定位的方式得到用戶位置,從而實(shí)現(xiàn)之前Rift無(wú)法支持的房型體驗(yàn)(Room-scale)。 基于光學(xué)的空間定位技術(shù) Oculus Rift的位置追蹤技術(shù)采用的是主動(dòng)式紅外光學(xué)定位技術(shù),其頭顯和手柄上放置的并非紅外反光點(diǎn),而是可以發(fā)出紅外光的“紅外燈”。再利用加裝了紅外光濾波片的攝像機(jī)進(jìn)行拍攝,因?yàn)槭侵鲃?dòng)式的,所以攝像機(jī)只能捕捉到頭顯或者手柄發(fā)出的紅外光,隨后再利用程序計(jì)算得到頭顯它們的空間坐標(biāo)。 這里提一則去年的新聞,在大多數(shù)VR從業(yè)者耳中應(yīng)該不會(huì)陌生:來(lái)自澳大利亞的Zero Latency成為了全世界第一家虛擬現(xiàn)實(shí)游戲體驗(yàn)中心,它占地400平方米左右,由129個(gè)PS Eye攝像頭組成,同時(shí)支持6名玩家同場(chǎng)進(jìn)行游戲。 沒(méi)錯(cuò),這個(gè)體驗(yàn)中心相比之前的VR應(yīng)用,其最大的賣(mài)點(diǎn)就是可以允許玩家在虛擬空間中自由行走。其中類似于Oculus Rift的位置追蹤技術(shù),PS Move設(shè)備(包括PS Eye攝像頭,以及裝備了標(biāo)記光球的Move手柄)是這一技術(shù)的核心所在。 但與Oculus的紅外方案不同的是,PS Move設(shè)備采用的是可見(jiàn)光方案。如之前Zero Latency體驗(yàn)中心的游戲效果圖所示,不同顏色的光球在PS Eye攝像頭中可以呈現(xiàn)出顯著不同于背景畫(huà)面的圖像,從而方便通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)(CV)算法將它提取出來(lái)。當(dāng)然,不管是哪種方案,僅有一個(gè)攝像頭的話,是無(wú)法得到玩家的三維空間信息的。此時(shí)需要有不止一個(gè)攝像頭去捕捉玩家的光球在屏幕空間的位置,然后通過(guò)空中三角測(cè)量的算法,取得玩家在世界坐標(biāo)系當(dāng)中的真實(shí)位置。 基于光學(xué)的VR空間定位的前景 除了HTC和Oculus這樣的vr硬件公司,還有一些基于光學(xué)VR空間定位方案的技術(shù)提供商,首推的當(dāng)然是老牌的OptiTrack。他們?cè)跀z像頭的周圍采用紅外LED進(jìn)行補(bǔ)光,并且采用高反射率的材質(zhì)來(lái)制作玩家佩戴的標(biāo)記點(diǎn)。根據(jù)目前已知的一些信息,包括The Void主題公園,以及諾亦騰的project Alice,都是采用了OptiTrack的空間定位方案,這也無(wú)疑證明了這種方案的可靠性。只是與之相對(duì)的,往往是高昂的成本(如下圖,一臺(tái)攝像頭的價(jià)格都是以數(shù)萬(wàn)人民幣計(jì)算的,而構(gòu)建一個(gè)規(guī)則空間起碼需要4臺(tái)這樣的攝像頭,以及軟件系統(tǒng))。
不過(guò),因?yàn)楣鈱W(xué)定位的方法具有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度和穩(wěn)定性,通過(guò)攝像頭參數(shù)的調(diào)校也可以達(dá)到很低的延遲,并且在理論上可以擴(kuò)展到無(wú)限的空間,因此它也確實(shí)成為了目前很多vr體驗(yàn)館搭建者的首選。 然而,通過(guò)標(biāo)記點(diǎn)來(lái)識(shí)別多名玩家還是具有很大的局限性,因?yàn)闃?biāo)記點(diǎn)不可能無(wú)限組合下去,兩組標(biāo)記點(diǎn)靠得過(guò)近的話(例如背靠背作戰(zhàn)的兩位玩家),也很容易發(fā)生誤測(cè)或者無(wú)法識(shí)別的情形。此外,過(guò)于復(fù)雜的場(chǎng)館環(huán)境也會(huì)讓標(biāo)記點(diǎn)更容易被障礙物遮擋,從而發(fā)生漏測(cè)問(wèn)題,因此目前我們所見(jiàn)的多家采用光學(xué)定位的體驗(yàn)館,都是在一個(gè)空曠的規(guī)則房間內(nèi)進(jìn)行游戲的。 最后聊聊空間定位是VR體驗(yàn)的充要條件嗎? 無(wú)論是Oculus光學(xué)空間定位技術(shù),還是HTC Vive的激光定位技術(shù),對(duì)于高端VR設(shè)備來(lái)說(shuō),空間定位是他們最核心的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)之一,因?yàn)榭臻g定位技術(shù)將會(huì)解決VR體驗(yàn)中的兩大難題——VR眩暈癥和沉浸感。 其中VR眩暈癥有很大的原因在于大腦感知和身體的不一致。在虛擬現(xiàn)實(shí)里,你的眼和大腦接收到訊號(hào),認(rèn)為自己在移動(dòng),但是你的身體卻沒(méi)有任何的移動(dòng),這種矛盾的狀態(tài)就會(huì)讓你感到暈眩。而有了準(zhǔn)確的大范圍的位置追蹤,用戶就可以在真實(shí)世界做同比例幅度的動(dòng)作,從而在生理上減緩這種癥狀。 一旦做到在現(xiàn)實(shí)世界的大范圍移動(dòng),也就相應(yīng)的增強(qiáng)了用戶在虛擬現(xiàn)實(shí)中的沉浸感。換句話說(shuō),擁有了精度高,穩(wěn)定性強(qiáng)和可活動(dòng)范圍大的空間定位技術(shù),可以讓VR體驗(yàn)上升到一個(gè)更高的層次。
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