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浅谈现有的VR输入设备

浅谈现有的VR输入设备 STEPVR国承万通
2016-02-22
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导读:2015年是VR蓬勃发展的一年,VR作为智能行业在2015年的重头戏,体现出其朝阳产业的美好前景,全球范围内

2015年是VR蓬勃发展的一年,VR作为智能行业在2015年的重头戏,体现出其朝阳产业的美好前景,全球范围内VR商业化普及化的浪潮正在向我们走来。而作为VR重要组成部分的输入设备,也在这一年迎来了春天。

输入设备是一种能把真实世界的环境数据映射到虚拟世界的设备,其相对于VR系统的作用相当于键盘鼠标相对于PC操作系统的作用,不同的是VR输入设备强调沉浸感。目前,市面上的VR设备多种多样,可以分为以下几类:

1.        手柄

手柄属于局部动作追踪,包括采用惯性传感器、震动马达的传统手柄及动作感应手柄。传统手柄通过按钮、摇杆等操作输入信息,并利用震动反馈实现交互,例如PS手柄,Xbox one 手柄等。另一种是利用惯性传感器获得信息输入,包括Oculus TouchHTC Vive等。这里我们介绍一下标杆性产品Oculus Touch


Oculus Touch允许用户在虚拟现实环境中看到手部的运动。手柄形状为半环状,设备顶部设有一个摇杆,两个按键以及一个扳机,能实现双手360度的垂直和水平追踪,它的握持方式与其他手柄类似,并可以提供震动反馈。

2.        全向行动平台

这类产品比较有代表性的是万向跑步机Kat Walk美国Virtuix公司出品Virtuix Omni。万向跑步机Kat Walk是国产的虚拟现实全向行动平台,亦称虚拟现实跑步机。它打破了虚拟和现实的空间限制,可以让使用者在现实极小的空间实现在虚拟世界中无限的行动,并将使用者的真实运动映射入虚拟场景中,即通过可穿戴传感器系统,捕捉使用者在现实世界中的行走、奔跑、跳跃、下蹲和坐等动作,并实时将这些动作映射入虚拟世界中的角色上。


3.        动作捕捉

按照所用技术划分,目前存在三种形式的动作捕捉输入设备,包括基于计算机视觉的动作捕捉系统、基于惯性传感器的动作捕捉系统和基于马克点的光学动作捕捉系统。

基于计算机视觉的动作捕捉比较有代表性的产品分别有捕捉身体动作的Kinect,捕捉手势的Leap Motion和识别表情及手势的RealSense。这里我们重点介绍一下RealSenseRealSense是首款集成了3D深度和2D镜头模块的 3D摄像头,它能实现高度精确的手势识别、面部特征识别,可以帮助机器理解人的动作和情感。RealSense采用了主动立体成像原理,模仿了人眼的视差原理,通过打出一束红外光,以左红外传感器和右红外传感器追踪这束光的位置,然后用三角定位原理来计算出3D图像中的“深度”信息。通过配有深度传感器和全1080p彩色镜头,能够精确识别手势动作、面部特征、前景和背景,进而让设备理解人的动作和情感。

基于惯性传感器的动作捕捉系统,业内比较认可的是诺亦腾开发的PerceptionNeuron。基于惯性传感器的动捕系统需要在身体的重要节点佩戴集成加速度计,陀螺仪和磁力计的惯性传感器设备,然后通过算法实现动作的捕捉。


而基于马克点的光学动作捕捉系统,具有代表性的是美国的Motion Analysis。这种系统使用摄像头和主动或被动马克点进行动作捕捉,需要占据一定空间,价格也相对昂贵。


4.        全沉浸式输入系统

全沉浸式输入系统集成了手势识别、动作捕捉、空间定位等多种输入方式,实现身体的全方位信息获取及输入显示。不同于传统的输入设备,VR输入设备本身就强调沉浸感,而全沉浸式输入设备即可生成可交互的沉浸式虚拟环境。目前,世界上做全沉浸式输入设备,实现了多种输入方式全面集成的是国承万通(G-Wearables)的StepVR设备。

StepVR涵盖了手势识别、全身动作捕捉、空间定位等技术点。这几部分技术虽然之前在行业中也各有研发成果,但将它们优化整合创造出完整的全沉浸式体验尚属首次。StepVR的体验者不仅能通过头部显示器看到虚拟的景象,同时可以在这个虚拟世界中行走活动,可以以第一视角看到自己在虚拟世界里的形象,拿起虚拟世界里的物品,和另一个体验者在虚拟世界里相遇及互动。手势识别更是精细到可以识别每个手指的动作,而这一切的体验完全可以和在现实中一样,充分实现了全沉浸式感觉。



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STEPVR国承万通
STEPVR,创立于2013年,专注于激光定位、动作捕捉、力反馈、全向运动系统的技术研究与产品、应用,研发元宇宙任意门,开启中国版绿洲系统。
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STEPVR国承万通 STEPVR,创立于2013年,专注于激光定位、动作捕捉、力反馈、全向运动系统的技术研究与产品、应用,研发元宇宙任意门,开启中国版绿洲系统。
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