Lighthouse技术到底怎么运转?拆解给你看看

Lighthouse由两个基站构成:每个基站里有一个红外LED阵列,两个转轴互相垂直的旋转的红外激光发射器。

   在虚拟现实中,如何做到六自由度跟踪?我们都知道传统的惯性传感器是无法做到这一点的,最多只能跟踪头部的转动;想要跟踪头部的位移,就要引入光学系统了。传统的光学系统是摄像头式的,摄像头跟踪头显上标记的马克点实现跟踪,Oculus的Constellation系统就使用了摄像头 红外主动马克点的方式;而HTCVive则使用了一套十分巧妙的技术,称之为Lighthouse,这套技术由Valve开发,可以说是目前体验最好的VR光学跟踪方案。

 Lighthouse技术到底怎么运转?拆解给你看看

  Lighthouse由两个基站构成:每个基站里有一个红外LED阵列,两个转轴互相垂直的旋转的红外激光发射器。转速为10ms一圈。基站的工作状态是这样的:20ms为一个循环,在循环开始的时候红外LED闪光,10ms内X轴的旋转激光扫过整个空间,Y轴不发光;下10ms内Y轴的旋转激光扫过整个空间,X轴不发光。

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  Valve在头显和控制器上安装了很多光敏传感器。

  在基站的LED闪光之后就会同步信号,然后光敏传感器可以测量出X轴激光和Y轴激光分别到达传感器的时间。这个时间就正好是X轴和Y轴激光转到这个特定的,点亮传感器的角度的时间,于是传感器相对于基站的X轴和Y轴角度也就已知了;分布在头显和控制器上的光敏传感器的位置也是已知的,于是通过各个传感器的位置差,就可以计算出头显的位置和运动轨迹。

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  这个系统有很多优势。

  第一条是其需要的计算能力非常小。

  一个光学系统需要进行成像,然后程序就需要通过图像处理的方法来将成像中的马克点分辨出来。成像的细节越丰富,需要的图像处理计算能力就越高。所以红外摄像头比单色摄像头简单,单色摄像头比彩色摄像头简单。Lighthouse使用的仅仅是时间参数,那么它就不涉及到图像处理,对于位置的计算在设备本地就可以完成。

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  第二个优点是其延迟也很小。

  计算能力需求高就意味着延迟会高:图形处理的大量数据要从摄像头传输到电脑中,再从电脑传输到头显上,就会增加延迟。而Lighthouse可以直接将位置数据传输到电脑上,省略了从摄像头到电脑的高数据传输的步骤。

  第三,是系统中的追踪物体的数量理论上没有上限。

  如果是光学摄像头的话,系统内的跟踪马克点数量就有一个上限,再多了无法处理。Lighthouse基站本身不处理任何信息,所有数据由跟踪传感器本地报告,这是一个天然的分布式系统。这套系统可以很方便地支持多人:两个玩家可以很轻松的在一个场地里同时体验。

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  所以Lighthouse造就了目前最好的VR体验。Vive的头动跟踪和手柄跟踪都非常精确,延迟极低,用户甚至可以做出将手柄抛来抛去的动作。就个人体验而言,Vive的头动和手柄跟踪的精确程度已经让人真的产生了

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