VR內(nèi)向外和外向內(nèi)定位追蹤的原理與發(fā)展趨勢(shì)詳解

? ? ? ?現(xiàn)在的移動(dòng)VR已經(jīng)不再像以前那樣令人感到暈眩惡心。當(dāng)然，現(xiàn)在我們尚不能實(shí)現(xiàn)跟Oculus Rift和PSVR相近的質(zhì)量。但技術(shù)正在迅速發(fā)展，這允許我們剪掉煩人的線(xiàn)纜。但移動(dòng)VR的繁榮更為我們帶來(lái)了對(duì)虛擬世界6自由度的新思考。

? ? ? ?能自由在空間中漫步（存在一定限制）使得HTC Vive成為當(dāng)前市場(chǎng)上最具吸引力的系統(tǒng)，但所使用的定位追蹤并不一定適合所有人。Oculus提供了類(lèi)似的功能，但他們正在研究一種內(nèi)向外追蹤（inside-out tracking），無(wú)需纜線(xiàn)，可提供更多的移動(dòng)性。事實(shí)上，我們已經(jīng)在去年的OC3大會(huì)上體驗(yàn)過(guò)Santa Cruz原型。

? ? ? ?你或許已經(jīng)聽(tīng)說(shuō)過(guò)內(nèi)向外（inside-out）和外向內(nèi)（outside-in）追蹤，你甚至可能還知道它們的具體含義。但兩者具體的優(yōu)缺點(diǎn)又是什么呢？我們?cè)谖磥?lái)10年內(nèi)又將會(huì)使用哪種追蹤方式呢？

1. 外向內(nèi)追蹤（Outside-In）

? ? ? ? 如果你嘗試過(guò)“三大”系統(tǒng)（Oculus Rift、HTC Vive和PSVR），那你已經(jīng)體驗(yàn)過(guò)外向內(nèi)追蹤。頭顯和配件都由外部設(shè)備進(jìn)行追蹤。Vive是通過(guò)Steam定位器（Lighthouse）進(jìn)行追蹤，而Oculus Rift則通過(guò)像麥克風(fēng)一樣的傳感器進(jìn)行追蹤，PSVR跟Oculus系統(tǒng)類(lèi)似。

? ? ? ?在三種設(shè)置中，傳感器都需要放置在房間中的不同位置，然后識(shí)別頭顯相對(duì)于環(huán)境的位置。雖然這在高端系統(tǒng)中十分常見(jiàn)，但部分移動(dòng)VR同樣在實(shí)驗(yàn)外向內(nèi)追蹤解決方案。

優(yōu)點(diǎn)

? ? ? ·外向內(nèi)解決方案保持固定，是當(dāng)前精度最高的系統(tǒng)。你還可以在房間中添加更多的追蹤器以提高準(zhǔn)確度。

? ? ? ·當(dāng)前外向內(nèi)追蹤的時(shí)延更低，這會(huì)減少你出現(xiàn)暈動(dòng)癥的幾率。除非其他解決方案能實(shí)現(xiàn)相近的追蹤質(zhì)量，否則外向內(nèi)追蹤將會(huì)繼續(xù)成為最強(qiáng)大的追蹤解決方案。因此，這種追蹤方案對(duì)移動(dòng)VR同樣存在一定的優(yōu)勢(shì)。

缺點(diǎn)

? ? ? ·一個(gè)主要的限制在于遮擋。如果你突然走到沙發(fā)或高大植物的背后，遠(yuǎn)離傳感器的視距，系統(tǒng)將會(huì)難以追蹤你的具體位置。傳感器需要有效地對(duì)你進(jìn)行360度追蹤，否則系統(tǒng)將會(huì)丟失對(duì)你的追蹤。

? ? ?·另一個(gè)主要問(wèn)題是傳感器的限制。跟內(nèi)而外追蹤不同，你需要一直維持在傳感器視場(chǎng)范圍之內(nèi)。一旦你超出范圍，沉浸感就會(huì)被打破。如果VR設(shè)置的空間有限，這個(gè)問(wèn)題將會(huì)更加突出。

2.內(nèi)向外追蹤（Inside-Out）

? ? ? ?在這種情景下，設(shè)備本身集成了追蹤器，可以檢測(cè)設(shè)備相對(duì)于外部環(huán)境位置而變化。當(dāng)頭顯移動(dòng)時(shí)，傳感器會(huì)重新調(diào)整房間中位置的坐標(biāo)，這樣給人的感覺(jué)是你正在虛擬環(huán)境中實(shí)時(shí)移動(dòng)。內(nèi)向外追蹤可以使用標(biāo)記或不使用標(biāo)記。雖然像小鳥(niǎo)Neo CV這樣的頭顯可以讓你自由地使用，但你也可以回顧一下Valve demo演示室的圖片。為協(xié)助內(nèi)而外追蹤，他們?cè)趬Ρ谏细采w了許多空白標(biāo)記。

? ? ? ?現(xiàn)在已經(jīng)有企業(yè)提供極具吸引力的內(nèi)向外追蹤解決方案，包括高通的835參考頭顯。Eonite同樣展示了他們的內(nèi)向外解決方案，他們把一個(gè)傳感器附在HTC Vive頭顯上，雖然頭顯仍需要纜線(xiàn)連接至電腦，但我們可以自由地在虛擬世界中漫步，無(wú)需任何外部傳感器。最知名的應(yīng)該是微軟，HoloLens和即將上市的Windows混合現(xiàn)實(shí)頭顯都將集成內(nèi)向外追蹤，包括宏碁“混合現(xiàn)實(shí)”頭顯。