可預(yù)測追蹤技術(shù)工作原理及作用及在VR/AR頭盔上的應(yīng)用

　　在虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)環(huán)境中，可預(yù)測追蹤技術(shù)能夠?qū)δ硞€(gè)對(duì)象或身體某一部位的下一步方向和（或）位置進(jìn)行預(yù)測處理。給你舉個(gè)例子，當(dāng)你的頭部朝著某個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以同步來預(yù)測你的手可能放置的位置。

　　為什么可預(yù)測追蹤技術(shù)如此有用？

　　可預(yù)測追蹤技術(shù)的一個(gè)常見應(yīng)用，就是減少“運(yùn)動(dòng)光子”延遲時(shí)間，所謂運(yùn)動(dòng)的光子延遲是指用戶在虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境下完成一個(gè)動(dòng)作，到該動(dòng)作被充分反映在顯示屏上的時(shí)間。由于運(yùn)動(dòng)本身就會(huì)產(chǎn)生一些延遲，而當(dāng)運(yùn)動(dòng)完成、信息展現(xiàn)在屏幕上時(shí)又會(huì)出現(xiàn)一段時(shí)延（更多引起時(shí)延的原因請(qǐng)參見下文），因此當(dāng)你能夠預(yù)測下一步方向和位置，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)優(yōu)先更新到屏幕上，就可以大大縮短感知延遲。

　　雖然在虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，對(duì)于可預(yù)測追蹤技術(shù)的關(guān)注比較多，但其實(shí)該技術(shù)在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域里也同樣非常重要，特別是當(dāng)用戶在真實(shí)世界中發(fā)生瞬時(shí)移動(dòng)，相應(yīng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)疊加也要在顯示屏上體現(xiàn)出來。舉個(gè)例子，如果你帶著一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭盔，看到增強(qiáng)顯示的圖形疊加在實(shí)體對(duì)象的頂部，更重要的是，即使你旋轉(zhuǎn)了自己的頭庫，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的“覆蓋物”需要依然“鎖定”在原來的那個(gè)對(duì)象上，而不是隨著你的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，它其實(shí)展示的是真實(shí)世界的一部分。對(duì)象或許可以被攝像頭識(shí)別，但是攝像頭可能需要耗費(fèi)一些時(shí)間來捕獲幀，以便處理器能夠判斷出這個(gè)對(duì)象在幀中的位置，然后圖形處理芯片需要再呈現(xiàn)疊加層上的新位置。而通過使用可預(yù)測追蹤技術(shù)，相比于現(xiàn)實(shí)世界，在疊加層中運(yùn)動(dòng)處理能夠有所減少。

　　可預(yù)測追蹤技術(shù)如何工作？

　　如果你看到一輛汽車正在以恒定的速度行駛，然后你想要預(yù)測這輛汽車在下一秒后可能達(dá)到的位置似乎是一件非常簡單的事情，而且不出意外的話，預(yù)測的準(zhǔn)確度也會(huì)很高——因?yàn)槟悴坏肋@輛汽車的準(zhǔn)確位置，而且還知道它當(dāng)前的（或是估算的）行駛速度，所以有了這些條件之后，基本就能推斷出這輛汽車未來所處的位置在哪里。

　　當(dāng)然，如果你要預(yù)測這輛汽車在一秒鐘時(shí)間內(nèi)到底能開到哪兒，那么這個(gè)預(yù)測可能無法做到每次都百分之百準(zhǔn)確，因?yàn)樵谶@段時(shí)間里，汽車可能會(huì)改變方向，也有可能會(huì)加速。因此對(duì)于汽車行駛預(yù)測而言，你嘗試預(yù)測的范圍越遠(yuǎn)，預(yù)測的就會(huì)更不準(zhǔn)確。簡單的說，如果讓你預(yù)測汽車在一秒鐘時(shí)間之后所在的位置，準(zhǔn)確度肯定比讓你預(yù)測汽車在一分鐘時(shí)間之后所在的位置要高。

　　此外，你對(duì)汽車本身情況了解的越多，那么預(yù)測準(zhǔn)確的機(jī)會(huì)也就越大。比如，你不僅要測量汽車的速度，還要測量它的加速度，繼而進(jìn)行更準(zhǔn)確的預(yù)測。

　　所以，假如你能夠獲得被追蹤物體對(duì)象更多的行為信息，那么也可以提高預(yù)測準(zhǔn)確度。在舉例說明，當(dāng)你進(jìn)行頭部追蹤時(shí)，如果能夠了解頭部旋轉(zhuǎn)的速度、以及可能旋轉(zhuǎn)的角度，那么就能進(jìn)一步優(yōu)化追蹤模型，從而做出更準(zhǔn)確的判斷。同樣地，假如你正在進(jìn)行眼球追蹤，那么也可以將獲取到的眼球追蹤信息用于預(yù)測頭部運(yùn)動(dòng)（這會(huì)在本文后詳細(xì)探討）。