作者luyaoting (luyaoting)
看板VR
标题[闲聊] 谈谈HTC Vive和Oculus Rift的定位系统
时间Thu Mar 3 18:17:30 2016
先申明，这方面并非我的专业，我只是依据网路上的资讯写出以下内容，如果内容有误欢
迎指正！
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让我们来看几个影片吧～
HTC Vive版Fruit Ninja，影片中可以看到Vive的定位十分迅速准确！
（嫌影片太长的话可以从8:00开始看）
https://youtu.be/r3EKpCbMGG8
再来是Oculus Rift的Touch控制器的示范影片
https://youtu.be/dbYP4bhKr2M
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然後是原理的部分，
HTC Vive的定位原理请看下面这篇文章，
Valve 神奇的 Lighthouse 追踪系统是如何运作的？
http://3c.technews.tw/2015/05/21/how-does-valve-lighthouse-tracking-system-works/
前一篇的英文原文 － This Is How Valve’s Amazing Lighthouse Tracking
Technology Works
http://gizmodo.com/this-is-how-valve-s-amazing-lighthouse-tracking-technol-1705356768
简单来说HTC Vive的运作方式如下：
Lighthouse发光
=>HMD（头戴显示器）和控制器上的光感应器侦测Lighthouse发出的光并【计时】
=>利用HMD和控制器收集到的【时间】资讯判断出位置
Oculus Rift的运作方式如下：
HMD和控制器上的LED发光（每个LED会以不同的方式闪烁，才能辨别出不同的LED）
=>摄影机拍摄【影像】
=>分析【影像】并判断位置
可以看出两者最大的差别在於HTC Vive是收集【时间】资讯，Oculus Rift则是收集【影
像】，显然计算时间远比收集影像来的单纯，因此HTC Vive可以做得又快又准，而
Oculus Rift在使用者高速移动时影像可能会不够清晰，无法确认LED位置，因此需要透过
IMU（惯性测量单元）来补强这部分。（可以参考这个Oculus的访谈影片
https://youtu.be/asduqdRizqs?t=10m48s）
另外Oculus Rift使用摄影机会有较大的范围限制，摄影机FOV较小能够拍摄到的范围有限
，如果移动太远也会因为影像不够清晰而无法判断位置，虽然能够使用多台摄影机来扩大
使用范围，但是每台摄影机都必须连接到电脑也是个问题。
相较之下，HTC Vive所使用的Lighthouse可以照射到很大的范围，由於Lighthouse只用来
发光，因此也不必连接到电脑（但要接电源），在以下影片中可以看到仅仅使用两个
Lighthouse就可以在如此大的范围中进行定位（HTC Vive Pre官方建议两个Lighthouse间
的最远距离为5公尺）。
https://youtu.be/VD4UlShicgY
其他HTC Vive和Oculus Rift定位系统的相关讨论也可以参考这个Reddit讨论串（英文）
：
https://www.reddit.com/r/oculus/comments/484t9d/palmer_luckey_notch_have_you_tried_anything_from/d0hdhpt
单纯从硬体层面来看的话，我觉得HTC Vive赢过Oculus Rift很多，实际体验过HTC Vive
後也觉得可以在空间中自由移动这点真的非！常！棒！，在虚拟世界中利用肢体移动来和
虚拟物件互动远比使用传统摇杆来的有趣，加上HTC Vive的Lighthouse和控制器是标准配
备，更能促使游戏开发者多加利用这些设备。当然也希望Oculus Rift能够持续改良他们
的技术，毕竟有竞争更能够促进进步！
目前我比较期待的HTC Vive游戏是以下这两款，感觉用VR来玩会非常的有趣～
好期待收到HTC Vive的那天！
Hover Junkers － 多人连线VR射击游戏
https://youtu.be/Ai4MCmZz28o
https://youtu.be/F-9QKjTR7Xw
Budget Cuts － VR匿踪潜行游戏
https://youtu.be/Q7dVaembmgc
（也顺便跟大家推荐NODE这个Youtube频道，他们玩了许多VR游戏，还有用各种搞怪的方
式来玩，其中一位主持人也是Hover Junkers的开发者）
https://www.youtube.com/channel/UCI4Wh0EQPjGx2jJLjmTsFBQ
当然HTC Vive也不是没有缺点，毕竟只能在一定的范围内移动，需要开发出新的游玩方式
来克服这个问题，或是需要配合其他的周边产品，不知道大家有没有发现什麽VR游戏有着
不错的游玩方式呢？
https://imgur.com/Y5XPxY9
--
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※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/VR/M.1457000261.A.8A4.html
1F：推 llwopp: 好奇ps vr到底有没有在空间移动的能力 03/03 18:48
2F：→ luyaoting: PSVR有喔，可以参考这篇文章 03/03 19:27
4F：推 leo850319: 类似罗马竞技场 这样的游戏怎麽样 03/03 19:32
5F：→ luyaoting: 但是可移动范围也不大 03/03 19:32
6F：推 a7610783: vive也可以坐着玩啊，改用键盘或摇杆都行，我就打算拿 03/03 20:06
7F：→ a7610783: 来玩战争雷霆全真 03/03 20:06
8F：→ onion1990: 楼上，主打空间移动的Vive如果游戏内容都出坐着打的， 03/03 21:41
9F：→ onion1990: 这样就跟Oculus一样了，他一定要有大做来强调出他的独 03/03 21:41
10F：→ onion1990: 特性，否则空间移动反而会变成很多余的功能 03/03 21:41
11F：推 jyhlih: Vive这方式像卫星定位一样，卫星发出讯号，知道卫星位置 03/03 22:21
12F：→ jyhlih: 利用时间差(角度差)，算出位置。 03/03 22:22
13F：→ jyhlih: 真想知道用六个月发明这方法的天才是谁(有人找到专利吗?) 03/03 22:25
14F：→ Justisaac: 其实光是手把的空间定位就差太多了... 03/03 22:33
15F：推 bhhsieh: 推 vive定位能做这麽准真的很厉害 不过影片看起来Touch也 03/03 22:50
16F：→ bhhsieh: 很有潜力 03/03 22:50
17F：推 a7610783: 问题就在现阶段,vive能做到的cv1做不到啊，只多两百美 03/03 23:01
18F：→ a7610783: 我就多了两种游戏方式(而且听说cv1不能转头过度，会侦 03/03 23:01
19F：→ a7610783: 测不到，我最恨这一点，因为我现在用头瞄就是这种鸟问题 03/03 23:01
20F：→ a7610783: 才决心买VR 03/03 23:01
21F：推 kougousei: Touch到现在还是不晓得最後tracking怎样 完全没有官方 03/04 07:55
22F：→ kougousei: 说法搞得神秘兮兮 懒得跟他赌(而且台湾买还要付第二次 03/04 07:56
23F：→ kougousei: 运费= =) 03/04 07:56
24F：推 unorthodoxy: Vive如果毫无胜出 那就糟了..$$ 03/04 15:29
25F：→ kuma660224: Touch定位技术应该和rift vr装置原则上相同。 03/04 19:37
26F：→ kuma660224: 没可能再搞不同技术添自己麻烦。 03/04 19:37
27F：→ kuma660224: 就像sony也乾脆让move手把现成技术用到头显上 03/04 19:39
28F：→ kuma660224: 不急着推应该是搭配软体还需要时间。 03/04 19:41
29F：→ kuma660224: 它一开始先搞传统game pad... 相容一般游戏玩法抢先上 03/04 19:42
30F：→ kuma660224: 市。 03/04 19:43
31F：→ kuma660224: 但相对就等於把发展体感手把玩法优先性往後摆 03/04 19:44
32F：→ kuma660224: Vive则是更注重新的双手把，於是晚上市且变贵。 03/04 19:46
33F：→ kuma660224: 软体要支援新手把也不像支援gamepad简单。 03/04 19:46
34F：→ kuma660224: 不过最後应该大家都支援game pad,也都支援双手把 03/04 19:47
35F：→ kuma660224: 只是初期方向着重不同。 03/04 19:47
36F：→ kuma660224: 双方比拼就看未来软体支援度，与costdown速度了 03/04 19:48
37F：推 shanaandlai: 话说晚上市可是早出货吗XD 03/04 20:56
38F：→ kuma660224: Htc的生产线很空(无误)，预购到出货时间可拉近 03/04 21:00
39F：→ kougousei: 之前国外论坛有人爆料touch的追踪有问题 加上O公司一直 03/04 21:03
40F：→ kougousei: 大搞神秘(NDA超严格 几乎所有开发者什麽都不能讲) 所以 03/04 21:03
41F：→ kougousei: 让我感觉比较可疑啦...虽然Palmer一直说没问题但我是 03/04 21:04
42F：→ kougousei: 眼见为凭派的 03/04 21:04
43F：→ kougousei: HTC这次和Valve合作 应该是受Valve的影响 走比较open的 03/04 21:05
44F：→ kuma660224: 我猜可能手把不能有线，电力不能太耗电。 03/04 21:05
45F：→ kougousei: 路线 还没上市评测心得影片就满天飞 03/04 21:05
46F：→ kougousei: 两家都是无线的 03/04 21:06
47F：→ kuma660224: O家技术是VR装置本身发讯，外部装置做接收 03/04 21:07
48F：→ kuma660224: 刚好跟Htc相反，vive的VR装置只感光不发讯号 03/04 21:08
49F：→ kuma660224: 有线部分不会有问题，不够强就做更强 03/04 21:09
50F：→ kuma660224: 但手把是用电池.... 03/04 21:10
51F：→ kuma660224: 上面如果要有一堆不可见光发讯器，等於有一堆灯泡。 03/04 21:11
52F：→ kuma660224: 降发光功率或减少数量都能省电，但可能定位不好 03/04 21:13
53F：→ kuma660224: 技术理论上不是问题，但兼顾性能和电力就比较难 03/04 21:15
54F：→ kuma660224: Htc选择从那2小盒子发不可见光，就不用怕电力问题 03/04 21:16
55F：→ kuma660224: 如果以後要延伸到户外大空间，也许再出功率加几倍版 03/04 21:17
56F：→ kuma660224: 本 03/04 21:17
57F：→ kuma660224: 反正外部发讯盒子可以插市电……也不会手持它不怕重 03/04 21:18
58F：→ kuma660224: O家只能等待LED科技进化，更省电高效。 03/04 21:22
59F：推 jyhlih: O家需影像辨示吃CPU的演算速度，点数愈多，演算速度要愈快 03/04 22:05
60F：→ jyhlih: Vive 应该单晶片就可以运算(像GPS一样) 03/04 22:09
61F：→ kuma660224: 那个三角定位的运算量跟跑PC游戏相比是非常小 03/04 22:59
62F：→ jyhlih: 影像辨示，精度愈高，画素愈多。加上LED 是以10bit编码 03/05 00:14
63F：→ jyhlih: 也就是每秒要取1024张图像(1024fps)再辨识..(会很抖) 03/05 00:18
64F：→ jyhlih: Sorry上面那行可能算错(也许更多) 03/05 00:21
65F：→ jyhlih: 每次讯号10Bit要取10张图，每秒取60次讯号(60Hz) 03/05 00:37
66F：→ jyhlih: ，需600张图(600fps) 03/05 00:37
67F：→ kuma660224: 10年前wii的手把也是发出红外线让摄影机辨识位置 03/05 01:06
68F：→ kuma660224: RIFT有磁力仪陀螺仪加速计。1000hz是指这部分 03/05 01:14
69F：→ kuma660224: LED可能只是偶尔介入修正误差。 03/05 01:15
70F：→ kuma660224: 否则别说手把，光是头显也跑不动，哪来几千fps的摄影 03/05 01:16
71F：→ kuma660224: 1000 Hz孭djacent Reality Trackerꀮ...指的是那些感 03/05 01:26
72F：→ jyhlih: Constellation应该可以算出绝对座标。另外没有几千fps 03/05 01:28
73F：→ kuma660224: 之前有人破解DK2, 那IR摄影机似乎只有60HZ. 03/05 01:41
74F：→ jyhlih: 这不知道那10Bit编码的LED要怎麽取样 03/05 01:51
75F：→ kuma660224: LED要10bit我猜是为精准闪烁， 03/05 01:57
76F：→ kuma660224: 不需每个变化都拍到，LED闪烁在摄影机60HZ中 03/05 01:57
77F：→ kuma660224: 时有时无,换算得编号与位置。 03/05 01:57
78F：→ kuma660224: 再拿来修正1000Hz陀螺仪加速计的座标误差。 03/05 01:57
79F：→ kuma660224: 虽然1000hz很快，但每次只要差0.01mm(假设) 03/05 01:57
80F：→ kuma660224: 1秒後就差1公分。若每秒修正，误差就不扩大。 03/05 01:57
81F：→ kuma660224: 除非一直被遮挡拍不到，误差持续累积。 03/05 01:57
82F：→ kuma660224: 它那摄影机解析度也不是很高，跟游乐器摄影头差不多 03/05 01:59
83F：→ kuma660224: 只是滤除可见光，只收红外线。画面会是单色明暗 03/05 02:00
84F：→ kuma660224: 运算应该会简化，搞不好彩色的ps move还较吃效能 03/05 02:01
85F：→ kuma660224: 不过这可猜测摄影解析度低不太可能算出精确位置。 03/05 02:03
86F：→ kuma660224: 它只要能持续修正不让陀螺仪误差扩大就好。 03/05 02:04
87F：→ kuma660224: 其实htc的lighthouse也是60Hz发光。 03/05 02:05
88F：→ kuma660224: 应该也是有更新频率很快的多轴动态感测在内 03/05 02:06
89F：→ jyhlih: 也就是在60Hz中有三次分辨LED的编号，了解了Tks 03/05 02:07
90F：→ jyhlih: 六 03/05 02:09
91F：→ luyaoting: 在使用两个Lighthouse的情况下，只需要识别出 03/05 15:12
92F：→ luyaoting: Lighthouse A、Lighthouse B和垂直、水平扫描雷射， 03/05 15:13
93F：→ luyaoting: 最多四种东西而已，要对雷射进行编码较容易。 03/05 15:13
94F：→ luyaoting: 相对的Oculus的HMD和控制器加一加有数十颗LED， 03/05 15:13
95F：→ luyaoting: 编码势必会复杂许多。编码简单，自然也较容易侦测， 03/05 15:14
96F：→ luyaoting: 而且我认为提高Lighthouse马达、雷射的运作频率 03/05 15:14
97F：→ luyaoting: 绝对比提高摄影机的运作频率容易许多。 03/05 15:15
98F：→ luyaoting: 再加上Lighthouse系统使用的光感应器皆是独立运作， 03/05 15:15
99F：→ luyaoting: 要在现有的环境中加入新的控制器或其他物体相当容易， 03/05 15:15
100F：→ luyaoting: 而且几乎不会相互感扰。 03/05 15:15
101F：→ luyaoting: Constellation系统如果加入新的控制器或其他物体， 03/05 15:16
102F：→ luyaoting: 意味着会有更多的LED，其编码系统必须考虑到这些 03/05 15:16
103F：→ luyaoting: 可能多加入的物体，否则便无法辨识。 03/05 15:16
104F：→ luyaoting: 真的不得不称赞一下Valve的Lighthouse系统， 03/05 15:17
105F：→ luyaoting: ，如此的简单高效！ 03/05 15:17
106F：→ luyaoting: 至於PS VR，个人实在无法想像 03/05 15:17
107F：→ luyaoting: 要如何用可见光做到快速精准的定位...... 03/05 15:17
108F：推 am711206: valve已经把这套技术开放其他厂商使用 03/05 15:53
109F：→ kuma660224: 小米和华硕大盖直接加入就好 03/06 09:10