作者luyaoting (luyaoting)
看板VR
標題[閒聊] 談談HTC Vive和Oculus Rift的定位系統
時間Thu Mar 3 18:17:30 2016
先申明，這方面並非我的專業，我只是依據網路上的資訊寫出以下內容，如果內容有誤歡
迎指正！
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讓我們來看幾個影片吧～
HTC Vive版Fruit Ninja，影片中可以看到Vive的定位十分迅速準確！
（嫌影片太長的話可以從8:00開始看）
https://youtu.be/r3EKpCbMGG8
再來是Oculus Rift的Touch控制器的示範影片
https://youtu.be/dbYP4bhKr2M
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然後是原理的部分，
HTC Vive的定位原理請看下面這篇文章，
Valve 神奇的 Lighthouse 追蹤系統是如何運作的？
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
簡單來說HTC Vive的運作方式如下：
Lighthouse發光
=>HMD（頭戴顯示器）和控制器上的光感應器偵測Lighthouse發出的光並【計時】
=>利用HMD和控制器收集到的【時間】資訊判斷出位置
Oculus Rift的運作方式如下：
HMD和控制器上的LED發光（每個LED會以不同的方式閃爍，才能辨別出不同的LED）
=>攝影機拍攝【影像】
=>分析【影像】並判斷位置
可以看出兩者最大的差別在於HTC Vive是收集【時間】資訊，Oculus Rift則是收集【影
像】，顯然計算時間遠比收集影像來的單純，因此HTC Vive可以做得又快又準，而
Oculus Rift在使用者高速移動時影像可能會不夠清晰，無法確認LED位置，因此需要透過
IMU（慣性測量單元）來補強這部分。（可以參考這個Oculus的訪談影片
https://youtu.be/asduqdRizqs?t=10m48s）
另外Oculus Rift使用攝影機會有較大的範圍限制，攝影機FOV較小能夠拍攝到的範圍有限
，如果移動太遠也會因為影像不夠清晰而無法判斷位置，雖然能夠使用多台攝影機來擴大
使用範圍，但是每台攝影機都必須連接到電腦也是個問題。
相較之下，HTC Vive所使用的Lighthouse可以照射到很大的範圍，由於Lighthouse只用來
發光，因此也不必連接到電腦（但要接電源），在以下影片中可以看到僅僅使用兩個
Lighthouse就可以在如此大的範圍中進行定位（HTC Vive Pre官方建議兩個Lighthouse間
的最遠距離為5公尺）。
https://youtu.be/VD4UlShicgY
其他HTC Vive和Oculus Rift定位系統的相關討論也可以參考這個Reddit討論串（英文）
：
https://www.reddit.com/r/oculus/comments/484t9d/palmer_luckey_notch_have_you_tried_anything_from/d0hdhpt
單純從硬體層面來看的話，我覺得HTC Vive贏過Oculus Rift很多，實際體驗過HTC Vive
後也覺得可以在空間中自由移動這點真的非！常！棒！，在虛擬世界中利用肢體移動來和
虛擬物件互動遠比使用傳統搖桿來的有趣，加上HTC Vive的Lighthouse和控制器是標準配
備，更能促使遊戲開發者多加利用這些設備。當然也希望Oculus Rift能夠持續改良他們
的技術，畢竟有競爭更能夠促進進步！
目前我比較期待的HTC Vive遊戲是以下這兩款，感覺用VR來玩會非常的有趣～
好期待收到HTC Vive的那天！
Hover Junkers － 多人連線VR射擊遊戲
https://youtu.be/Ai4MCmZz28o
https://youtu.be/F-9QKjTR7Xw
Budget Cuts － VR匿蹤潛行遊戲
https://youtu.be/Q7dVaembmgc
（也順便跟大家推薦NODE這個Youtube頻道，他們玩了許多VR遊戲，還有用各種搞怪的方
式來玩，其中一位主持人也是Hover Junkers的開發者）
https://www.youtube.com/channel/UCI4Wh0EQPjGx2jJLjmTsFBQ
當然HTC Vive也不是沒有缺點，畢竟只能在一定的範圍內移動，需要開發出新的遊玩方式
來克服這個問題，或是需要配合其他的周邊產品，不知道大家有沒有發現什麼VR遊戲有著
不錯的遊玩方式呢？
https://imgur.com/Y5XPxY9
--
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※ 文章網址: https://webptt.com/m.aspx?n=bbs/VR/M.1457000261.A.8A4.html
1F：推 llwopp: 好奇ps vr到底有沒有在空間移動的能力 03/03 18:48
2F：→ luyaoting: PSVR有喔，可以參考這篇文章 03/03 19:27
4F：推 leo850319: 類似羅馬競技場 這樣的遊戲怎麼樣 03/03 19:32
5F：→ luyaoting: 但是可移動範圍也不大 03/03 19:32
6F：推 a7610783: vive也可以坐著玩啊，改用鍵盤或搖桿都行，我就打算拿 03/03 20:06
7F：→ a7610783: 來玩戰爭雷霆全真 03/03 20:06
8F：→ onion1990: 樓上，主打空間移動的Vive如果遊戲內容都出坐著打的， 03/03 21:41
9F：→ onion1990: 這樣就跟Oculus一樣了，他一定要有大做來強調出他的獨 03/03 21:41
10F：→ onion1990: 特性，否則空間移動反而會變成很多餘的功能 03/03 21:41
11F：推 jyhlih: Vive這方式像衛星定位一樣，衛星發出訊號，知道衛星位置 03/03 22:21
12F：→ jyhlih: 利用時間差(角度差)，算出位置。 03/03 22:22
13F：→ jyhlih: 真想知道用六個月發明這方法的天才是誰(有人找到專利嗎?) 03/03 22:25
14F：→ Justisaac: 其實光是手把的空間定位就差太多了... 03/03 22:33
15F：推 bhhsieh: 推 vive定位能做這麼準真的很厲害 不過影片看起來Touch也 03/03 22:50
16F：→ bhhsieh: 很有潛力 03/03 22:50
17F：推 a7610783: 問題就在現階段,vive能做到的cv1做不到啊，只多兩百美 03/03 23:01
18F：→ a7610783: 我就多了兩種遊戲方式(而且聽說cv1不能轉頭過度，會偵 03/03 23:01
19F：→ a7610783: 測不到，我最恨這一點，因為我現在用頭瞄就是這種鳥問題 03/03 23:01
20F：→ a7610783: 才決心買VR 03/03 23:01
21F：推 kougousei: Touch到現在還是不曉得最後tracking怎樣 完全沒有官方 03/04 07:55
22F：→ kougousei: 說法搞得神秘兮兮 懶得跟他賭(而且台灣買還要付第二次 03/04 07:56
23F：→ kougousei: 運費= =) 03/04 07:56
24F：推 unorthodoxy: Vive如果毫無勝出 那就糟了..$$ 03/04 15:29
25F：→ kuma660224: Touch定位技術應該和rift vr裝置原則上相同。 03/04 19:37
26F：→ kuma660224: 沒可能再搞不同技術添自己麻煩。 03/04 19:37
27F：→ kuma660224: 就像sony也乾脆讓move手把現成技術用到頭顯上 03/04 19:39
28F：→ kuma660224: 不急著推應該是搭配軟體還需要時間。 03/04 19:41
29F：→ kuma660224: 它一開始先搞傳統game pad... 相容一般遊戲玩法搶先上 03/04 19:42
30F：→ kuma660224: 市。 03/04 19:43
31F：→ kuma660224: 但相對就等於把發展體感手把玩法優先性往後擺 03/04 19:44
32F：→ kuma660224: Vive則是更注重新的雙手把，於是晚上市且變貴。 03/04 19:46
33F：→ kuma660224: 軟體要支援新手把也不像支援gamepad簡單。 03/04 19:46
34F：→ kuma660224: 不過最後應該大家都支援game pad,也都支援雙手把 03/04 19:47
35F：→ kuma660224: 只是初期方向著重不同。 03/04 19:47
36F：→ kuma660224: 雙方比拼就看未來軟體支援度，與costdown速度了 03/04 19:48
37F：推 shanaandlai: 話說晚上市可是早出貨嗎XD 03/04 20:56
38F：→ kuma660224: Htc的生產線很空(無誤)，預購到出貨時間可拉近 03/04 21:00
39F：→ kougousei: 之前國外論壇有人爆料touch的追蹤有問題 加上O公司一直 03/04 21:03
40F：→ kougousei: 大搞神秘(NDA超嚴格 幾乎所有開發者什麼都不能講) 所以 03/04 21:03
41F：→ kougousei: 讓我感覺比較可疑啦...雖然Palmer一直說沒問題但我是 03/04 21:04
42F：→ kougousei: 眼見為憑派的 03/04 21:04
43F：→ kougousei: HTC這次和Valve合作 應該是受Valve的影響 走比較open的 03/04 21:05
44F：→ kuma660224: 我猜可能手把不能有線，電力不能太耗電。 03/04 21:05
45F：→ kougousei: 路線 還沒上市評測心得影片就滿天飛 03/04 21:05
46F：→ kougousei: 兩家都是無線的 03/04 21:06
47F：→ kuma660224: O家技術是VR裝置本身發訊，外部裝置做接收 03/04 21:07
48F：→ kuma660224: 剛好跟Htc相反，vive的VR裝置只感光不發訊號 03/04 21:08
49F：→ kuma660224: 有線部分不會有問題，不夠強就做更強 03/04 21:09
50F：→ kuma660224: 但手把是用電池.... 03/04 21:10
51F：→ kuma660224: 上面如果要有一堆不可見光發訊器，等於有一堆燈泡。 03/04 21:11
52F：→ kuma660224: 降發光功率或減少數量都能省電，但可能定位不好 03/04 21:13
53F：→ kuma660224: 技術理論上不是問題，但兼顧性能和電力就比較難 03/04 21:15
54F：→ kuma660224: Htc選擇從那2小盒子發不可見光，就不用怕電力問題 03/04 21:16
55F：→ kuma660224: 如果以後要延伸到戶外大空間，也許再出功率加幾倍版 03/04 21:17
56F：→ kuma660224: 本 03/04 21:17
57F：→ kuma660224: 反正外部發訊盒子可以插市電……也不會手持它不怕重 03/04 21:18
58F：→ kuma660224: O家只能等待LED科技進化，更省電高效。 03/04 21:22
59F：推 jyhlih: O家需影像辨示吃CPU的演算速度，點數愈多，演算速度要愈快 03/04 22:05
60F：→ jyhlih: Vive 應該單晶片就可以運算(像GPS一樣) 03/04 22:09
61F：→ kuma660224: 那個三角定位的運算量跟跑PC遊戲相比是非常小 03/04 22:59
62F：→ jyhlih: 影像辨示，精度愈高，畫素愈多。加上LED 是以10bit編碼 03/05 00:14
63F：→ jyhlih: 也就是每秒要取1024張圖像(1024fps)再辨識..(會很抖) 03/05 00:18
64F：→ jyhlih: Sorry上面那行可能算錯(也許更多) 03/05 00:21
65F：→ jyhlih: 每次訊號10Bit要取10張圖，每秒取60次訊號(60Hz) 03/05 00:37
66F：→ jyhlih: ，需600張圖(600fps) 03/05 00:37
67F：→ kuma660224: 10年前wii的手把也是發出紅外線讓攝影機辨識位置 03/05 01:06
68F：→ kuma660224: RIFT有磁力儀陀螺儀加速計。1000hz是指這部分 03/05 01:14
69F：→ kuma660224: LED可能只是偶爾介入修正誤差。 03/05 01:15
70F：→ kuma660224: 否則別說手把，光是頭顯也跑不動，哪來幾千fps的攝影 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應該可以算出絕對座標。另外沒有幾千fps 03/05 01:28
73F：→ kuma660224: 之前有人破解DK2, 那IR攝影機似乎只有60HZ. 03/05 01:41
74F：→ jyhlih: 這不知道那10Bit編碼的LED要怎麼取樣 03/05 01:51
75F：→ kuma660224: LED要10bit我猜是為精準閃爍， 03/05 01:57
76F：→ kuma660224: 不需每個變化都拍到，LED閃爍在攝影機60HZ中 03/05 01:57
77F：→ kuma660224: 時有時無,換算得編號與位置。 03/05 01:57
78F：→ kuma660224: 再拿來修正1000Hz陀螺儀加速計的座標誤差。 03/05 01:57
79F：→ kuma660224: 雖然1000hz很快，但每次只要差0.01mm(假設) 03/05 01:57
80F：→ kuma660224: 1秒後就差1公分。若每秒修正，誤差就不擴大。 03/05 01:57
81F：→ kuma660224: 除非一直被遮擋拍不到，誤差持續累積。 03/05 01:57
82F：→ kuma660224: 它那攝影機解析度也不是很高，跟遊樂器攝影頭差不多 03/05 01:59
83F：→ kuma660224: 只是濾除可見光，只收紅外線。畫面會是單色明暗 03/05 02:00
84F：→ kuma660224: 運算應該會簡化，搞不好彩色的ps move還較吃效能 03/05 02:01
85F：→ kuma660224: 不過這可猜測攝影解析度低不太可能算出精確位置。 03/05 02:03
86F：→ kuma660224: 它只要能持續修正不讓陀螺儀誤差擴大就好。 03/05 02:04
87F：→ kuma660224: 其實htc的lighthouse也是60Hz發光。 03/05 02:05
88F：→ kuma660224: 應該也是有更新頻率很快的多軸動態感測在內 03/05 02:06
89F：→ jyhlih: 也就是在60Hz中有三次分辨LED的編號，瞭解了Tks 03/05 02:07
90F：→ jyhlih: 六 03/05 02:09
91F：→ luyaoting: 在使用兩個Lighthouse的情況下，只需要識別出 03/05 15:12
92F：→ luyaoting: Lighthouse A、Lighthouse B和垂直、水平掃描雷射， 03/05 15:13
93F：→ luyaoting: 最多四種東西而已，要對雷射進行編碼較容易。 03/05 15:13
94F：→ luyaoting: 相對的Oculus的HMD和控制器加一加有數十顆LED， 03/05 15:13
95F：→ luyaoting: 編碼勢必會複雜許多。編碼簡單，自然也較容易偵測， 03/05 15:14
96F：→ luyaoting: 而且我認為提高Lighthouse馬達、雷射的運作頻率 03/05 15:14
97F：→ luyaoting: 絕對比提高攝影機的運作頻率容易許多。 03/05 15:15
98F：→ luyaoting: 再加上Lighthouse系統使用的光感應器皆是獨立運作， 03/05 15:15
99F：→ luyaoting: 要在現有的環境中加入新的控制器或其他物體相當容易， 03/05 15:15
100F：→ luyaoting: 而且幾乎不會相互感擾。 03/05 15:15
101F：→ luyaoting: Constellation系統如果加入新的控制器或其他物體， 03/05 15:16
102F：→ luyaoting: 意味著會有更多的LED，其編碼系統必須考慮到這些 03/05 15:16
103F：→ luyaoting: 可能多加入的物體，否則便無法辨識。 03/05 15:16
104F：→ luyaoting: 真的不得不稱讚一下Valve的Lighthouse系統， 03/05 15:17
105F：→ luyaoting: ，如此的簡單高效！ 03/05 15:17
106F：→ luyaoting: 至於PS VR，個人實在無法想像 03/05 15:17
107F：→ luyaoting: 要如何用可見光做到快速精準的定位...... 03/05 15:17
108F：推 am711206: valve已經把這套技術開放其他廠商使用 03/05 15:53
109F：→ kuma660224: 小米和華碩大蓋直接加入就好 03/06 09:10