多家公司研發移動VR頭部定位追踪，戴著Gear VR自由走動越來越近

最近有不少團隊展示或即將展示用於移動VR空間定位的技術。莫斯科的Interactive Lab展示了基於Gear VR的“虛擬現實行走”計劃，國內的進化動力也展示了類似用途的slam demo，大朋VR計劃在下週的發布會上展示移動VR空間定位系統，uSens凌感科技也表示掌握了Inside-out Tracking相關技術。

目前以GearVR 為代表的移動VR 頭顯，與三大PC VR 頭顯相比，一個突出的不足就是不能追踪頭部的空間運動。Gear VR 只能檢測到各方向轉頭的3 自由度，而頭部在空間中前進、後退等移動則不能檢測，也就是說Gear VR 顯示不隨在房間行走變化。而PC VR 頭顯如HTC Vive，可以追踪到轉頭和平移的6 自由度，這樣人就可以在虛擬空間中走動，沉浸感會強不少。

要為移動VR 增加頭部追踪，有兩種選擇，一種是Outside-in Tracking，即使用外置的追踪設備，如攝像頭或Lighthouse，並給頭顯加標記，對頭盔進行追踪，另一種，則是Inside-out Tracking，即讓VR 頭顯自己去檢測環境變化，反向可以計算出VR 頭顯自身的運動。



對移動VR 來說，如果使用第一種方式就喪失了移動和便攜的優勢，因此很多團隊主要考慮的就是第二種方式，利用手機攝像頭拍攝圖像，並基於圖像識別技術進行位置的追踪。如果能夠實現穩定追踪，還可以實現PC 頭顯達不到的無限空間追踪。除了手機攝像頭，微軟Hololens 和Google 的Project Tango 都使用深度攝像頭實現相關功能，Google 也在力推深度攝像頭作為未來手機的標配。

基於光學的定位方案很容易受到物理表面反射、紋理、強光等影響，圖像算法的功耗也是個不小的問題，要實現商業落地還有難度。Oculus CTO 約翰卡馬克最近也提到，Oculus 研發的Inside-out Tracking 使用的是特定的攝像頭而非手機攝像頭，跳到空中時也還有問題，手機攝像頭在有marker 的情況下還行，自由無限追踪非常難。



要實現非常穩定的追踪，或許還需要多傳感器融合。移動VR 定位的應用情境和無人機避障的應用情境有些類似，都需要主動去探測環境並對自身做定位。無人機大多會基於圖像處理做避障，但也都會加入超聲、紅外、微波等多種傳感器進行綜合分析。對於移動VR 而言，單獨用攝像頭做定位很難，手機或一體機體積很小，引入其它傳感器也比較困難。

從各家公司展示的技術demo 到實際消費者版產品可能還有一段時間的路要走，不過後續三星的新一版Gear VR 會加入該功能。如果Gear VR 確實能夠在不顯著增加價格情況下加入頭部定位追踪，再配合三星的手柄，Gear VR 也就可以變身一套輕量版HTC Vive，價格更低，又可以在房間行走，對VR 的普及無疑是個好消息。


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