定位方式:VR 中的由外向内 VS 由内向外跟踪

在虚拟现实 (VR) 背景下,姿势跟踪是指准确捕捉用户的头部、手部和身体的运动和位置以创建逼真的沉浸式体验的过程。 VR 中使用的跟踪主要有两种方法:由外向内跟踪和由内向外跟踪。 让我们逐一探讨一下。
由外向内和由内向外跟踪有什么区别?
由外向内和由内向外跟踪的主要区别在于在虚拟现实 (VR) 中捕捉和解释用户动作的方法。
总之,从他们的标题和上图,就很容易明白他们的意思了。 由外向内跟踪是指放置在 VR 头显周围的外部传感器(如基站)来跟踪用户的运动。 由内而外的跟踪是指放置在头显或控制器上的嵌入式传感器(如摄像头)来跟踪用户的运动。
以下是主要区别:
由外向内追踪由内向外的追踪
外部传感器
传感器参考点
准确度和精度
减少闭塞的潜力
更大的跟踪区域嵌入式传感器
环境分析
便携性和易于设置
潜在的跟踪限制
具有成本效益的解决方案
由外向内追踪

就由外向内跟踪而言,很明显,由外向内跟踪依赖于放置在环境中的外部传感器或摄像机。 这些传感器跟踪连接到用户或其 VR 设备的标记或传感器的移动和位置。 其次,外部传感器为准确计算用户的位置和运动提供参考点。 通过对来自多个传感器的数据进行三角测量,系统可以确定用户在 3D 空间中的位置和方向。 第三,由于使用专用传感器和专门的跟踪算法,由外向内的跟踪系统通常可以提供高精度。 第四,由于传感器位于用户外部,因此它们不太容易受到遮挡问题的影响,即用户的身体或物体阻挡传感器和被跟踪设备之间的视线。 最后,通过在环境周围放置多个传感器,由外向内的跟踪可以覆盖更大的物理空间,从而实现房间规模的VR。
由内向外的追踪

对于由内而外的跟踪,众所周知,由内而外的跟踪使用嵌入在 VR 头显或控制器中的传感器。 这些传感器(例如摄像机或红外传感器)捕获用户周围的环境。 其次,由内而外的跟踪算法分析捕获的数据,以确定用户相对于周围环境的位置和运动。 采用计算机视觉技术、同步定位和建图 (SLAM) 或其他方法来解释传感器数据。 第三,由内而外的跟踪系统通常更便携且更容易设置,因为它们不需要外部传感器。 用户只需戴上 VR 头显即可开始使用由内而外的跟踪系统。 第四,由内而外的跟踪在跟踪用户在嵌入式传感器的视野之外的运动方面可能具有局限性。 手或控制器的遮挡也会暂时影响跟踪准确性。 最后,与由外向内的跟踪相比,由内向外的跟踪往往更具成本效益,因为它不需要额外的传感器基础设施。
值得注意的是,由外向内和由内向外跟踪的具体功能和限制可能因不同 VR 系统和代次而异。 技术的进步导致两种跟踪方法不断改进,为用户提供更加身临其境和准确的 VR 体验。
VR追踪如何运作?
由外向内追踪传感器设置
在由外向内的跟踪中,VR 系统采用外部传感器,例如摄像机或红外传感器,战略性地放置在环境中。 这些传感器充当参考点,捕获连接到用户或其 VR 设备的标记或传感器的移动和位置。 例如,您可以检查Pimax 8KX 设置以了解如何获得正确的基站位置以及外部跟踪 VR 头显的整个设置问题。
标记检测
外部传感器检测并跟踪附着在用户身体或 VR 设备上的标记或传感器。 这些标记可以是反射标记、LED 标记或传感器可以识别的其他可识别特征。
数据处理
外部传感器捕获的跟踪数据被发送到计算机或专用跟踪硬件进行处理。 应用复杂的算法和三角测量技术来分析数据并确定 3D 空间中跟踪标记的精确位置和方向。
姿势估计
根据跟踪标记的位置和 VR 设置的已知几何形状,系统可以计算用户相对于外部传感器提供的参考点的位置和移动。 该信息用于更新虚拟相机的位置和方向,从而实现虚拟环境的真实渲染。
反馈与交互
准确跟踪的用户动作可在 VR 环境中实现逼真的交互。 该系统可以检测手势、手部动作或控制器位置,从而允许用户与虚拟对象交互或操纵虚拟空间。
由内向外的追踪嵌入式传感器
由内而外的跟踪依赖于 VR 头显或控制器中嵌入的传感器。 这些传感器可以包括摄像头、红外传感器或其他专门的跟踪技术。 它们直接从 VR 设备捕捉用户的环境和动作。
环境分析
使用计算机视觉算法、同步定位和地图构建 (SLAM) 技术或其他方法处理捕获的传感器数据。 这些算法分析来自嵌入式传感器的视觉或位置信息,以解释用户的动作和环境。
位置估计
通过分析视觉输入或使用 SLAM 算法,系统确定用户在虚拟环境中的位置和运动。 跟踪的数据用于更新虚拟相机的位置和方向,从而提供用户运动的准确表示。
追踪限制
由内而外的跟踪在跟踪嵌入式传感器视场之外的运动时可能会受到限制。 由于传感器依赖于视觉输入,因此手或控制器的遮挡可能会暂时影响跟踪精度。
便携性和易于设置
由内而外的跟踪具有便携性和易于设置的优点。 用户只需戴上 VR 头显或拿起控制器,跟踪系统就会开始工作,无需外部传感器或校准。
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