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这三种VR定位技术 重新打开您的新“视”界

时间:02-15 来源:电子发烧友整理 点击:

红外灯在设备上的位置信息、四个点获得的图像信息即可最终将设备纳入摄像头坐标系,拟合出设备的三维模型,并以此来实时监控玩家的头部、手部运动。这里需要说明的是,如果想要知道不同的红外灯在设备上的位置信息,就必须能够区分不同的红外灯,具体方案如下:

它是通过红外灯的闪烁频率来告诉摄像头自己的ID。 通过控制摄像头快门频率与每一个LED闪烁频率,可以控制图片上每个红外灯所成图像的大小规律,然后利用连续10帧的图像中每一个点在10帧图像中的大小变化规律来确定LED灯球所对应的ID号,再根据该ID号就可以知道该红外灯在设备上的位置信息。

此外,Oculus Rift产品还配备了九轴传感器,在红外光学定位发生遮挡或者模糊时,利用九轴传感器来计算设备的空间位置信息。由于九轴会存在明显的零偏和漂移,那再红外光学定位系统可以正常工作时又可以利用其所获得的定位信息校准九轴所获得的信息,使得红外光学定位与九轴相互弥补。

Oculus Rift主动式红外光学+九轴定位系统精度较高,抗遮挡性强。由于其所用的摄像机具备很高的拍摄速率,并且由于该类系统总是能够得到标记点在当前空间的绝对位置坐标,所以不存在累积误差。

但是由于摄像头视角有限,因此该产品的可用范围有限,会在很大程度上限制使用者的适用范围,因而无法使用Oculus Rift来玩需要走动等大范围活动的虚拟现实游戏。也因此,虽然Oculus Rift可以支持多个目标物同时定位,但是目标物不可过多,一般不超过两个。

三、索尼PlayStaTIon VR主动式光学定位技术

索尼PlayStaTIon VR设备采用 体感摄像头 + PS MOVE发光球体,定位人的头部及其活动在三维空间的位置。PS Camera摄像头和PS MOVE手柄必须配合使用。PS Camera可以同时识别电视机前的4个MOVE专用控制器,所以最多可以支持4人同时游戏。

PlayStaTIon VR头显和PS MOVE手柄均安装有发光球体,每个手柄、头显配置一个发光源。LED光球可以自行发光,而且不同光球发光颜色也不同,所以可以很好的区分光球与背景、光球之间的位置。

索尼原本在PlayStation3(简称PS3,下面依次类推)采用单个摄像头,通过计算光球在图片中的半径来推算光球相对于摄像头的位置,并最终确定手柄和头显的位置。但单个摄像头定位精度不高,有时候会把环境背景颜色识别为手柄,光照强烈的时候也会收到影响。

所以在PS4中,索尼改进了单个摄像头,采用体感摄像头(即双目摄像头),利用两个摄像头拍摄到的图片计算光球的空间三维坐标。具体原理: 从理论上说,对于三维空间中的一个点,只要这个点能同时为两部摄像机所见,则根据同一时刻两部摄像机所拍摄的图像和对应参数,可以确定这一时刻该点在三维空间里的位置信息,如下图:

索尼PlayStation体感双目摄像头成像三维图

在确定好三维坐标,即x、y、z三个自由度,PS系列采用九轴来计算另外三个自由度,及旋转自由度。从而得到六个空间自由度,确定手柄的空间位置和姿态。

另外,PS可以支持多个目标同时定位,并通过不同颜色加以区分。但PS的缺陷性也是显而易见的,比如,当使用PS VR用户互相发生遮挡时,PS定位就会受到影响;双目摄像头使用的有效范围比较小,因而只适合坐在PC机前使用;同样,由于PS VR采用的是可见光定位技术,所以很容易受到外部环境、背景颜色的影响等等,这些都是PS VR目前亟待解决的首要问题。

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