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多家公司研发移动VR头部定位追踪

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最近有不少团队展示或即将展示用于移动 VR 空间定位的技术。莫斯科的 Interactive Lab 展示了基于 Gear vr 的 “虚拟现实行走” 计划,国内的进化动力也展示了类似用途的 slam demo,大朋 VR 计划在下周的发布会上展示移动 VR 空间定位系统,uSens 凌感科技也表示掌握了 Inside-out Tracking 相关技术。

目前以 GearVR 为代表的移动 VR 头显,与三大 PC VR 头显相比,一个突出的不足就是不能追踪头部的空间运动。Gear vr 只能检测到各方向转头的 3 自由度,而头部在空间中前进、后退等移动则不能检测,也就是说 Gear vr 显示不随在房间行走变化。而 PC VR 头显如 HTC Vive,可以追踪到转头和平移的 6 自由度,这样人就可以在虚拟空间中走动,沉浸感会强不少。

要为移动 VR 增加头部追踪,有两种选择,一种是 Outside-in Tracking,即使用外置的追踪设备,如摄像头或 Lighthouse,并给头显加标记,对头盔进行追踪,另一种,则是 Inside-out Tracking,即让 VR 头显自己去检测环境变化,反向可以计算出 VR 头显自身的运动。

多家公司研发移动VR头部定位追踪

对移动 VR 来说,如果使用第一种方式就丧失了移动和便携的优势,因此很多团队主要考虑的就是第二种方式,利用手机摄像头拍摄图像,并基于图像识别技术进行位置的追踪。如果能够实现稳定追踪,还可以实现 PC 头显达不到的无限空间追踪。除了手机摄像头,微软 Hololens 和 Google 的 Project Tango 都使用深度摄像头实现相关功能,Google 也在力推深度摄像头作为未来手机的标配。

基于光学的定位方案很容易受到物理表面反射、纹理、强光等影响,图像算法的功耗也是个不小的问题,要实现商业落地还有难度。Oculus CTO 约翰卡马克最近也提到,Oculus 研发的 Inside-out Tracking 使用的是特定的摄像头而非手机摄像头,跳到空中时也还有问题,手机摄像头在有 marker 的情况下还行,自由无限追踪非常难。

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要实现非常稳定的追踪,或许还需要多传感器融合。移动 VR 定位的应用情境和无人机避障的应用情境有些类似,都需要主动去探测环境并对自身做定位。无人机大多会基于图像处理做避障,但也都会加入超声、红外、微波等多种传感器进行综合分析。对于移动 VR 而言,单独用摄像头做定位很难,手机或一体机体积很小,引入其它传感器也比较困难。

从各家公司展示的技术 demo 到实际消费者版产品可能还有一段时间的路要走,不过后续三星的新一版 Gear VR 会加入该功能。如果 Gear VR 确实能够在不显著增加价格情况下加入头部定位追踪,再配合三星的手柄,Gear VR 也就可以变身一套轻量版 HTC Vive,价格更低,又可以在房间行走,对 VR 的普及无疑是个好消息。(yuri)

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