VR體驗中的位置跟蹤系統(tǒng)是用來確定用戶準確位置的系統(tǒng),通常被安裝在VR/XR頭戴式顯示器上。位置跟蹤系統(tǒng)允許應(yīng)用程序?qū)崟r同步用戶在真實世界和虛擬環(huán)境中的位置,。如果沒有適當?shù)奈恢酶?,當你試圖傾斜或移動你的頭部位置時,,整個虛擬空間也將隨著你頭部的移動而移動,,因為用戶的頭部沒有被跟蹤。這將導致虛擬體驗變得非常不切實際,,更嚴重的情況甚至還會引發(fā)VR眩暈癥,。
目前市場上有幾個位置跟蹤提供商。SteamVR?Tracking使用基站進行位置跟蹤,,這是最廣為人知和廣泛使用的位置跟蹤方法,,但它不是唯一的解決方案。其他解決方案,,如ART和OptiTrack,,也可用于VR頭顯的位置追蹤,并可以更好地適應(yīng)各種不同類型的VR/XR模擬場景,。
下面我們就來看看Varjo支持的這些第三方位置跟蹤供應(yīng)商之間有什么區(qū)別,,以及它們最適合哪種使用情形?
Varjo耳機可與Valve制造的SteamVR基站配合使用,。
SteamVR
SteamVR?Tracking通常是使用HMD的人保持相對靜止或僅在有限空間(如單間)內(nèi)移動的最佳解決方案,。它使用多達四個SteamVR基站來跟蹤用戶的HMD設(shè)備和VR控制器,。SteamVR基站調(diào)試簡單,,只需連接到電源插座即可使用。
作為一種相當通用的解決方案,,基站跟蹤適用于許多不需要亞毫米級跟蹤精度的用例,。SteamVR跟蹤的主要限制是,它不適合需要快速移動的用例(如汽車運動時的車內(nèi)跟蹤)或更大的空間,,因為基站的最大范圍僅有7米x 7米(4個基站),。基站對物理運動很敏感,,它們需要靜止才能工作,,這就是它不適合車載或船載解決方案的原因。
SteamVR追蹤是最便宜的解決方案,,Varjo耳機內(nèi)置了對SteamVR追蹤的支持,。
寶馬使用Varjo XR-3和ART開發(fā)的車內(nèi)跟蹤系統(tǒng)示例,。
ART
ART (Advance Realtime Tracking)是一個用于虛擬和增強現(xiàn)實的光學運動跟蹤系統(tǒng)。ART系統(tǒng)最受歡迎的用例包括汽車設(shè)計,、車內(nèi)跟蹤,、駕駛艙集成和大規(guī)模跟蹤。ART適用于跟蹤精度非常高的用例之中,。??
ART非常適合車內(nèi)跟蹤,,因為車內(nèi)的距離和空間有限制,并且需要廣角跟蹤,。此外,,ART具有良好的抗沖擊能力,這在對汽車進行測試時非常重要,。
在一些大規(guī)模跟蹤場景用例中,,例如室內(nèi)設(shè)計,汽車設(shè)計工廠參觀,、建設(shè),、生產(chǎn)線檢查等。通常還會擁有多個用戶需要一起互動和協(xié)作的需求,,像Steam VR這樣簡單的基站設(shè)備無法支持這些功能,,而ART則可以輕松實現(xiàn)。
Varjo通過第三方插件API支持ART追蹤系統(tǒng),。當用戶需要同時使用Varjo和ART時只需要將一個ART標記附著在Varjo頭顯上,,并使用第三方插件即可(用戶自己開發(fā)或從LP-Research上購買的插件)。
OptiTrack是一種廣域跟蹤系統(tǒng),,最適合于需要跟蹤多個用戶的超過30米X30米的大空間,。OptiTrack的一個實際的用例就是多人游戲虛擬現(xiàn)實街機游戲。
OptiTrack使用攝像頭和反射標記來跟蹤多個對象,,如HMD,、道具、手部,、控制器,,甚至用戶的全身。OptiTrack解決方案可分為兩種:主動式和被動式,。
被動跟蹤通過在被跟蹤的人或物體上放置比較輕的反射標記來工作,。這使得所有的技術(shù)都在捕捉相機上,而不是在用戶主體上,。被動跟蹤要求被跟蹤的每個對象都有一個空間上不同的標記簇,,因此每個對象必須是唯一的。被動方法最適合研究虛擬現(xiàn)實,、地面實況系統(tǒng)和只有一兩個地點的戶外體驗,。
OptiTrack Active最適合大規(guī)模定位,。
Varjo同樣支持通過第三方插件API連接OptiTrack追蹤系統(tǒng)。用戶可以自己開發(fā)或從LP-Research上購買的插件,,在使用時需要將OptiTrack標記附著到Varjo上并使用第三方插件進行連接,。
LP Research
?Phiaro的模塊化XR底盤使用LP?Research Tracking。
Life Performance Research 為Varjo耳機提供兩個跟蹤插件,?;谖恢玫淖粉櫧鉀Q方案LPVR CAD和車載追蹤解決方案LPVR DUO。這些插件使用戶能夠?qū)RT或OptiTrack跟蹤系統(tǒng)與Varjo頭顯配合使用,。
LPVR-CAD是一種中間件解決方案,,通過使用基于頭部運動模型的預(yù)測算法,將光學跟蹤信息與慣性測量數(shù)據(jù)相結(jié)合,。這使得系統(tǒng)即使在大空間中也能保持非常小的延遲,。它可以與ART或OptiTrack一起使用。示例用例包括汽車CAD和生產(chǎn)前設(shè)計檢查,、基于位置的虛擬現(xiàn)實娛樂,、交互式劇院和藝術(shù)裝置。
LPVR-DUO是一種車內(nèi)跟蹤系統(tǒng),,它使用基于頭部運動模型的特殊預(yù)測算法融合慣性測量數(shù)據(jù),。LPVR-DUO是一種支持ART和OptiTrack的中間件解決方案。
LPVR-DUO是一個針對VR的解決方案,,使頭顯制造商能夠輕松創(chuàng)建針對其產(chǎn)品定制的超先進的可視化管道,。該系統(tǒng)還允許將多個光學系統(tǒng)和慣性測量單元進行靈活組合,用于組合的位置和方向跟蹤,。這使得用戶的頭部運動與用戶乘坐的車輛的運動分離,。這樣,汽車的內(nèi)部相對于用戶可以顯示為靜態(tài)的,,而車輛環(huán)境中的景物則能夠隨著車輛的運動而運動,。