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深度科普 VR三大空间定位技术大揭秘

互联网      2017-09-26 13:59      分享新闻到

  越来越多的厂商开始涌入到了VR领域当中来,虽然说苹果凭借着AR给VR带来了不小的冲击,但不可否认的是,VR依旧是市场潜力巨大的产业,而要想彻底解决疲软的VR市场,VR空间定位技术就是一个不得不提的一个。

  越来越多的厂商开始涌入到了VR领域当中来,虽然说苹果凭借着AR给VR带来了不小的冲击,但不可否认的是,VR依旧是市场潜力巨大的产业,而要想彻底解决疲软的VR市场,VR空间定位技术就是一个不得不提的一个。目前市场上三大VR空间定位技术分别为激光定位、红外光学定位和可见光定位,而对应的产品也就是HTC、Oculus和索尼。下面,就让小编给大家带来深度的科普吧。

VR空间定位技术

  激光定位技术

  激光定位技术的基本原理就是在空间内安装数个可发射激光的装置,对空间发射横竖两个方向扫射的激光,被定位的物体上放置了多个激光感应接收器,通过计算两束光线到达定位物体的角度差,从而得到物体的三维坐标,物体在移动时三维坐标也会跟着变化,便得到了动作信息,完成动作的捕捉。这类VR空间定位技术的代表产品为HTC Vive的Lighthouse。

VR空间定位技术

  激光定位技术的优势在于相对其他两种定位技术来说定位精度高,不会因为遮挡而无法定位,宽容度高,也避免了复杂的程序运算,所以反应速度极快,几乎无延迟,同时可支持多个目标定位,可移动范围广。

VR空间定位技术

  其缺点是成本相对较高,设备价格因而略贵。此外,其利用机械方式来控制激光扫描,稳定性和耐用性较差。稳定性差是指如果光塔抖动严重,可能会导致无法定位,而耐用度差是指随着使用时间的加长,机械结构磨损,会导致定位失灵等故障。

  红外光学定位技术

  红外光学定位技术的基本原理是通过在空间内安装多个红外发射摄像头,从而对整个空间进行覆盖拍摄。被定位的物体表面安装了红外反光点,摄像头发出的红外光经反光点反射后,摄像头再捕捉到这些经反射的红外光,然后通过后续程序计算后便能得到被定位物体的空间坐标。这类VR空间定位技术最具代表性的产品有OptiTrack的摄像头,而我们熟知的Oculus Rift采用的与上述描述的红外光学定位技术稍有不同,是主动式红外光学定位技术。

VR空间定位技术

  Oculus Rift头显和手柄上放置的并非红外反光点,而是可以发出红外光的红外灯,相比反射获取红外光的被动式技术,主动式红外光学定位技术大大降低了硬件成本,同时还能保持较高的精度。主动式红外光学定位技术的优势在于复杂程度低,使用寿命长,连接方便,成本也相对较低,非常适合推广。其缺点是受摄像头视角影响,用户的活动范围不能太大,使用角度也受限,与Lighthouse的15×15英尺无限制相比自然是没得比,也不支持太多物体的定位。

VR空间定位技术

  可见光定位技术

  可见光定位技术的原理和红外光学定位技术类似,同样采用摄像头捕捉被追踪物体的位置信息,只是其不再利用红外光,而是直接利用可见光。通过在不同的被追踪物体上安装能发出不同颜色的发光灯,摄像头捕捉到这些颜色光点从而区分不同的被追踪物体以及位置信息。这类VR空间定位技术最具代表性的产品是索尼的PS VR,我们可以直观地看到两个体感手柄发出的天蓝色和粉红色光的灯。

VR空间定位技术

  可见光定位技术的优势在于成本低廉,灵敏度高,稳定性和耐用性均不错,而且无需后续复杂的算法,技术实现难度不大。这也正是PS VR在三大VR设备中卖的最便宜的原因,国内很多厂商也都采用了该技术。

  这种VR空间定位技术不足之处在于定位精度相对较差,抗遮挡性差,如果灯光被遮挡则位置信息无法准确传递;而且对环境也有一定的使用限制,假如周围光线太强,手柄和头显的灯光被削弱,则可能无法定位,如果使用空气有相同色光则可能导致定位错乱,这也是为什么玩PS VR时需要关灯;此外,由于摄像头视角原因,可移动范围小,灯光数量有限,可追踪目标不多。

VR空间定位技术

  各有利弊,都不完美

  看过以上三种定位技术的特性,相信屏幕前的读者要犯选择困难症了,每种技术都有各自的优缺点,难分优劣。HTC Vive的激光定位技术精度高、可移动范围广,但稳定性和耐用性就差;Oculus Rift的主动式红外光学定位稳定性耐用性好,但可移动范围却是最大短板;PS VR的可见光技术看起来是最low的,缺点很多,但是价格却够低,性价比极高。

  小编个人觉得,综合各方面来看,最适合购买的VR硬件设备是Oculus Rift,其寿命更长,价格又不至于太贵,而且精度完全不亚于HTC Vive的激光定位技术,仅仅是活动空间小了点,但在房间内使用也是足够了。至于索尼的PS VR,其泛用性太低,虽然价格够低,但对光线的苛刻要求会对使用体验有着较为严重的影响。

VR空间定位技术

  除了以上提到的三种VR空间定位技术外,目前市场上还有更加先进的VR空间定位技术,比如惯性传感器动作捕捉技术和计算机视觉动作捕捉技术等。这些VR空间定位技术精度更高,捕捉范围也更大,非常符合未来发展趋势。但是最终影响这两个VR空间定位技术发展的还是因为成本的问题,所以目前仅仅在商业上实现了小范围的应用。至于消费者何时能享受到更高级的VR空间定位技术,还需要等待技术的发展了。

阅读关键词:  VR设备VR头显虚拟现实

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