Re: [閒聊] 關於光學式定位的距離問題

看板VR (虛擬實境)作者zebb時間8年前 (2017/01/26 16:34)推噓20(20推 0噓 30→)

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交流一下個人想法，有錯還請指正 ※ 引述《h1981127 (NEST)》之銘言： : Oculus 和Sony 都是採用影像辨識定位 : 這種定位的好處是頭盔上只要裝led就好 : 可以減輕頭盔的重量與設計上的麻煩兩種定位技術應該和頭盔整體重量沒有什麼關係，LED很輕，但vive的photodiode sensor也沒有重到哪去，更何況Oculus用的LED比Vive sensor還要多，連後腦都要拉線過去擺LED，我想光比較定位系統重量應該相差無幾。 (vive 32 sensor，oculus 44 LEDs) 整體頭盔重量關鍵應該不在定位系統，比較像是在電子機構的功力，要輕、要堅固、要舒適、要美觀，還要低成本實際上，以重量而言Oculus(440g) < Vive(555g) < PSVR(610g) 而Oculus和PSVR都是使用光學定位，所以定位技術應該和重量沒什麼關係 : 壞處很明顯，原地遊玩就算了 : 定位距離與定位精度在room scale模式下都顯得不足 : 依照我的理解，定位距離應該是跟sensor靈敏度有關 : 定位精度則是跟sensor解析度（總畫素）以及快門時間有關 : 若是要改善以上的問題，是否只要升級現有的相機sensor就好 : 還是說有其他我沒想到的地方 : 不知道板上有沒有熟悉這一塊領域的大大可以幫忙解惑不知你指的「sensor靈敏度」是否可以看為「感光度」如果是感光度，它拉越高雜訊就多，對後面處理的負擔就越大，所以無法一直拉高而相同感光度下，LED的亮度太低時，距離太遠就收不到，但亮度太高，近距離又可能出現耀光鬼影等問題，加上LED需要閃爍，由暗到亮時亮度太高可能出現其他問題，所以這一切都需要取得一個相互間的平衡設置至於距離問題，我覺得除了太遠時LED亮度不夠以外，或許也和解析度有關先看看Oculus的定位方式，是利用高速IMU（1000Hz）加上光學定位為什麼不只用IMU定位呢？因為會累積誤差，用在短時間的高速位移/角度偵測還不錯（因一秒取樣1000次回報500次），但長期的雜訊誤差累積下來，將無法判斷物體位於空間中的位置 https://goo.gl/cQb8lO 而為什麼不只用光學定位呢？最明顯是因為無法判斷高速移動，或許是因為每個LED需要10個frame才能重新定位 https://goo.gl/nvjMLc 所以，或許可以推測，O家利用IMU+光學用來判斷頭盔角度/面向，然後用IMU判斷短時間高速移動下頭盔的位置，用光學修正長期頭盔位於整個空間中的位置而O家用戶回報的通常是距離單攝影機3.5公尺後明顯追蹤不穩定，2.5公尺內很穩 https://goo.gl/bF6Hsb 我猜這「不穩定」應該就是屬於「光學定位端失效」導致的不穩定，因為IMU持續運作中，可以想見是整個頭盔位置跳動，而不是角度跳動（我沒有玩過Oculus，有錯請指正）而為何光學會定位失效？我們看看這個影片： https://goo.gl/gA95I5 可以發現： 1. 每個定位點因為需要閃爍來編號，而閃爍時攝影機看到的光點忽大忽小，形狀也不斷改變，導致定位出來的位置也不斷抖動（注意看頭盔放桌上不動時，每個LED編號的文字） 2. 位於邊緣的定位點非常不穩定，編號還會亂跳 3. 定位點光源不夠大/不夠圓似乎都不會被編號然後再看看此影片： https://goo.gl/ZUeFHT 注意上面中央的15號LED，可以看到他因為在邊緣，時有時無的定位，也導致了整個頭盔3D module不斷跟著15號LED偏移由以上資訊推測出，光學定位精確度就是無法很高（其實影像處理定位因雜訊/解析度等問題原本就無法很精準，這邊說的是Oculus並沒有比較神奇的解決那些問題）而解析度方面，Oculus camera FOV是100x70度 https://goo.gl/fCvLKO 而Oculus camera解析度最高是1080P 以橫向100度、1920解析度來換算，距離2.5公尺遠時，兩個pixel間對應實際距離是2.27mm 距離3.5公尺遠時，兩個pixel間對應實際距離是3.18mm 也就是說如果光學定位有1 pixel的抖動，實際上在2.5公尺時，頭盔是2.27mm的抖動但如果用更高解析度的camera，假設是4k的，橫向3840點，那麼一樣是1 pixel的抖動情形下，頭盔要拉到5公尺才會有2.27mm的抖動所以解析度增加會改善可定位距離，改成4K理論上就是到5公尺還能接受但增加解析度同時也會增加資料傳輸量/定位系統運算量，還是得取捨目前Oculus要room-scale已經需要至少3個USB3.0傳資料了，增加解析度這條路將來應該不太會被選擇 ------------------------------------------------------------ 總之，我總覺得O牌現在有點像是開理髮店已經把客人頭洗下去了也發明並生產了傳統剃刀，原本小鎮只有他一家理髮店，大家都喜歡。但不知何時旁邊又突然開了間V牌理髮店，用的是又快又好又乾淨的電動剃刀， O看新客人都跑過去了，想想不對，要開始追趕才發現傳統剃刀需要高超技巧才能剃的又快又好又乾淨，而電動剃刀又是V發明的，只好硬著頭皮逼師父練技巧這樣... 一開始Oculus似乎就是針對「電腦桌前坐姿」（不常轉頭，不會快速移動頭盔）與「近距離」來開發Oculus，定位系統在這種情形下是非常完美的，設定容易、夠準確且連控制器都沒有設計，只是直接使用xbox360手把，似乎就是定位為VR 3D螢幕結果...Vive突然帶著各方面都比較優秀的定位系統亂入這個獨佔市場，還直接支援 room-scale與兩個可高速精準定位搖桿。所以O家無法再擠牙膏，只能快點追趕，但一開始選擇的定位方式要更改用途難度高，又無法直接捨棄，只能一直不斷的往這坑越挖越深，然後發現因為每個LED都要閃爍才能識別編號，需要10frame才能識別，這樣的設計本質上就是不適合用在常需要高速移動的控制器上，只好一直想辦法彌補參考這篇： https://goo.gl/KLClPt 以上個人觀點，有錯請指正 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 220.132.208.60 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/VR/M.1485419683.A.CD0.html

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kira925

01/26 16:41, , 1^F

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GenialPP

01/26 18:14, , 2^F

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SiaSi

01/26 18:28, , 3^F

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