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粤嵌西安VR培训简单介绍Lighthouse

更新时间: 2017-07-24 14:41:14来源: 粤嵌教育

Steam上有一个好评率高达97%的以射箭为主题的VR游戏Holopoint,玩家除了头部的运动和旋转之外,还需要控制两个手柄的移动来射箭。那么VR设备到底是怎么追踪到VR头设和手柄的移动和转动呢?粤嵌西安VR培训来简单介绍一下。

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跟踪是VR非常重要的技术指标。要做到头动跟踪,最传统的方法是使用惯性传感器,就像我们每日都用的智能手机那样。但是惯性传感器只能测出转动(rotation),无法测量出移动(location)。另外一点,就是惯性传感器的误差比较大,想要VR头显的误差达到理想水平,可能需要洲际导弹上的惯导系统。

所以说更精确和自由的跟踪头部甚至手柄的运动,需要额外手段的辅助。

HTC-Vive使用的这套定位系统叫做Lighthouse,由两个基站构成:每个基站里有一个红外LED阵列,两个转轴互相垂直的旋转的红外激光发射器。转速为10ms一圈。基站的工作状态是这样的:20ms为一个循环,在循环开始的时候红外LED闪光,10msX轴的旋转激光扫过整个空间,Y轴不发光;下10msY轴的旋转激光扫过整个空间,X轴不发光。

高速摄影机下的Lighthouse基站Valve在头显和控制器上安装了很多光敏传感器。在基站的LED闪光之后就会同步信号,然后光敏传感器可以测量出X轴激光和Y轴激光分别到达传感器的时间。这个时间就正好是X轴和Y轴激光转到这个特定的,点亮传感器的角度的时间,于是传感器相对于基站的X轴和Y轴角度也就已知了;分布在头显和控制器上的光敏传感器的位置也是已知的,于是通过各个传感器的位置差,就可以计算出头显的位置和运动轨迹。

从理论来讲,Lighthouse的精度依赖于系统的时间分辨率。所以光敏传感器的分布之间需要一定的距离,设备不能制造的太小。光敏传感器本身也有一定宽度,如果传感器“挤”在一起,间距达到了传感器本身的宽度量级,那么测角本身就会出现误差了。Lighthouse具体能支持多高的测角精度,Valve并没有给出数据,但表示,需要至少5个传感器才能够保证一个刚体的6自由度跟踪。

粤嵌西安VR培训介绍下这个系统的优势。第一条是其需要的计算能力非常小。一个光学系统需要进行成像,然后程序就需要通过图像处理的方法来将成像中的马克点分辨出来。成像的细节越丰富,需要的图像处理计算能力就越高。所以红外摄像头比单色摄像头简单,单色摄像头比彩色摄像头简单。Lighthouse使用的仅仅是时间参数,那么它就不涉及到图像处理,对于位置的计算在设备本地就可以完成。

第二个优点是其延迟也很小。计算能力需求高就意味着延迟会高:图形处理的大量数据要从摄像头传输到电脑中,再从电脑传输到头显上,就会增加延迟。而Lighthouse可以直接将位置数据传输到电脑上,省略了从摄像头到电脑的高数据传输的步骤。

Lighthouse需要两个基站所以Lighthouse造就了目前最好的VR体验。Vive的头动跟踪和手柄跟踪都非常精确,延迟极低,用户甚至可以做出将手柄抛来抛去的动作。就个人体验而言,Vive的头动和手柄跟踪的精确程度已经让人真的产生了“这就是现实”的错觉,你会不自觉的对你在整个环境中所能做到的事情产生更高的期望,比如大动态的动作,试着去伸手够到远方的物体等等。

科学的每一项巨大成就,都是以大胆的幻想为出发点的。如今VR能有这么高的质量,也是以很多代人的幻想,加上努力才能实现。粤嵌西安VR培训Lighthouse的简单介绍就到这里。




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