自2015年推出消费类键盘VR头戴以来,多家公司相继推出了自己的版本。截至2016年,超过230家公司拥有自己的VRHMD项目。这些公司几乎每年都推出新产品,包括集成计算机和PC版本。2019年,Oculus推出了一款新的任务和电梯,HTC推出了一款新的vibe设备,阀门推出了折射镜。随后,巴乔又以能识别人眼的产品流行起来,新成立的中国企业在产品设计和性能方面也赶上并超越了。在2020年的国际消费电子展(CES)上,大量玩家和产品出现在AR/VR市场上。AR/VR正进入大流行时代。
目前,虚拟现实和增强现实(VR/AR)耳机设备的开发是智能机行业和研究的热点之一。先进的空间定位实现使用多个摄像头和传感器来查找用户头部在周围空间中的位置和方向。这称为6自由度跟踪(6DOF)。与机器人技术类似,slam(图像定位和地图构建)算法可以识别墙壁或其他障碍物,从而更好地适应周围环境。例如,高通公司在新开发的移动处理器上实施slam。
头部跟踪的质量和准确性是虚拟现实体验中的一个重要因素。如果跟踪不顺畅,用户可能会感到恶心或降低虚拟现实体验的可信度和承诺。设备和内容的开发需要跟踪行动的客观评估方法。通过观察用户移动和更新的内容、抖动(内容的随机抖动)、漂移(光子的移动)等,可以量化高质量的跟踪。
光保真品牌力量
多年来,optofidelity为VR/AR产品和组件设计并建造了测试和调谐系统。这些系统具有运动跟踪精度、延迟时间、光学和图像质量等解决方案。optofidelity与westelley大学物理系合作研究HMD测试技术。我们合作的重点是寻找新的光学测量技术和方法来跟踪VR头戴式机器。我们开发了一种新技术来测试HMD并改善客户的HMD体验。
有许多方法可以测试跟踪性能。例如,访问耳机设备的适当API可以记录和调查来自跟踪系统、图形堆栈或耳机设备的其他特定组件的数据。它还应用图像内容的变化来测量光子延迟。外部传感器(如颜色传感器和摄像头)观察显示屏的适当变化,以测量两个事件之间的延迟。
图1:VR/AR系统的一部分“运动到显示”示意图通过将用户动作转换为内容并显示更新来提供虚拟现实体验。
用户将操作转换为显示更新非常重要。上述测量方法无法捕捉该终点的过程。Optofidelity开发了一种新的VR/AR设备,可以在所有阶段进行测量。该装置包括用于观察头戴式机器人并根据框架捕获显示屏内容并执行计算机视觉分析的摄像机。为了找到光子移动延迟,将改变的内容与机器人动作轮廓进行比较。这种测量方法可以捕获VR/AR系统的总累积延迟,如图1所示。图2显示了个使用光子延迟运动的产品,称为optofidelitybuddy。Buddy可用于新开发的HMD测试技术。
图2:buddy集成了视觉模块和必要的自由度(1、3或6),确保了佳的HMD性能,包括真实世界和虚拟世界之间的光子(m2p)运动和姿势运动。使用buddy,您可以测量音频和视频之间的同步,以及空间音频的动作和音频延迟。
几乎所有VR显示器的像素持久性都很低,这意味着显示器每帧只能显示很短的时间(通常为几毫秒)。图像捕获必须同步,直到显示刷新。图片代码是指富达显示屏的颜色传感器、摄像头传感器、微控制器和高速采样微控制器,它们使用自定义智能摄像头通过显示屏照明顶部的闭合图像曝光图像来读取图像。
用于虚拟现实测量的机器视觉算法也可以在微控制器上实现。对于从1DOF运动到光子运动的延迟测量,内容的运动由