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VR-Headsets arbeiten mit einer Kombination verschiedener Tracking-Technologien

Die Technologie ist komplex, aber leicht zu verstehen.

Die virtuelle Realität hat ihren Weg in den Bereich der Verbrauchertechnologie gefunden. Jetzt können Sie bequem von zu Hause aus andere Welten erleben, reale Sehenswürdigkeiten in einem virtuellen Bereich besuchen und realistische Spiele spielen als hätten Sie als Kind nie davon geträumt.

All diese Funktionen hängen von einer ziemlich interessanten Technologie-Hardware ab - dem VR-Headset.

VR-Headsets von den einfachsten aus Pappe und einigen Linsen bis hin zur Sensorfüllung LCD-Bildschirmbrille voller Technologie. HTC Vive, Oculus Rift und Playstation VR sind bei weitem die am häufigsten verwendeten PC-basierten Optionen, und Samsung Gear VR und Google Cardboard funktionieren beide mithilfe Ihres Smartphones. Diese beiden verschiedenen Arten von Headsets, PC oderTelefonbasiert arbeiten auf ähnliche Weise, müssen jedoch unterschiedliche Sensorfunktionen verwenden, damit jede ihrer Funktionen funktioniert.

Es gibt noch einen weiteren Bereich von VR-Headsets, nämlich Standalone-VR. Die beiden primären Standalone-VR-Headsets sind das Oculus Go und das Daydream-Headset . Standalone VR bedeutet einfach, dass Sie das Headset aufsetzen und loslegen können. Sie benötigen kein anderes Gerät wie Ihr Smartphone oder Ihren Computer, um die Show zu starten.

Nachdem wir die grundlegenden Optionen für VR-Headsets verstanden haben, versuchen wir, die Technologien zu verstehen, die diese Headsets verwenden.

Die Grundeinstellung von VR-Headsets

VR-Headsets erfordern normalerweise eine Eingabe, um zu funktionieren, oder zumindest für die Interaktion, die Sie nicht in der digitalen Welt sehen können. Dies reicht von einfacher Kopfverfolgung über Controller bis hin zu Sprachbefehlen und Controllern. Verschiedene Arten von Headsets verwendet verschiedene Kontrollmethoden.

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Geräte wie Oculus Rift und Playstation VR werden als Head-Mounted-Displays oder HMDs bezeichnet. Diese Geräte verfügen über keine im Headset integrierten Audioerkennungs- oder Handverfolgungsfunktionen.

Das Ziel von VR-Headsets soll eine lebensechte virtuelle Umgebung in 3D erzeugen, die unser Gehirn dazu bringt, die Grenzen zwischen Digital und Realität zu verwischen. Video für Headsets wird von einer Quelle entweder über den Smartphone-Bildschirm, über ein HDMI-Kabel von einem Computer oder nativ angezeigtüber den Bildschirm und den Prozessor des Headsets.

Das auf den VR-Bildschirmen platzierte Video oder Bild ist zweigeteilt, mit einer individuellen Ansicht für jedes Auge, um eine 3D-Perspektive zu erstellen. Alle VR-Bildschirme verwenden auch Linsen zwischen dem Bildschirm und Ihren Augen. Dies hilft, den auf dem Bildschirm dargestellten Bildschirm zu verzerrenBild in etwas lebensechteres für unsere Augen.

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Kurz gesagt, die Objektive formen das Bild vom Flachbildschirm in ein stereoskopisches 3D-Bild. Dies geschieht aufgrund des Winkels und der Art der Objektive im Headset. Die Objektive verzerren die beiden unabhängigen Bilder, eines für jede Seite, in dasrichtige Form dafür, wie unsere Augen sonst die reale Welt sehen würden.

Die tatsächlichen Bilder für jedes Auge werden leicht voneinander entfernt angezeigt. Wenn Sie ein Auge im Headset hin und her schließen, können Sie die Objekte in VR hin und her tanzen sehen. Nach diesem Prinzip ist die VR 3D.

Eines der coolsten Dinge an VR ist nicht nur die Tatsache, dass Sie in 3D sehen können, sondern vielmehr die Tatsache, dass Sie sich umschauen können. 360 Grad und lassen Sie das Bild / Video auf die Art und Weise reagieren, wie Sie Ihren Kopf bewegen. In diesem Fall bewegt sich nicht der Bildschirm physisch, sondern das, was auf dem Bildschirm angezeigt wird, bewegt sich offensichtlich, sodass eine Kombination aus erforderlich istbeeindruckende Sensoren und Software-Design, damit diese Illusion funktioniert.

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Die Sensoren, mit denen VR-Headsets funktionieren

In VR-Headsets, in die Sensoren für die Kopfverfolgung eingebettet sind, wird das Konzept der Kopfverfolgung als sechs Freiheitsgrade oder 6DOF bezeichnet. Dieses System zeichnet Ihren Kopf im Wesentlichen in einer XYZ-Ebene auf und misst den KopfBewegungen vorwärts, rückwärts, von Seite zu Seite und Gieren und Rollen.

Die Sensoren, mit denen der 6DOF funktioniert, sind Gyroskope Beschleunigungsmesser und sogar Magnetometer. Das Sony Playstation VR-Headset verwendet sogar extern platzierte LEDs, die mit einer externen Kamera verfolgt werden, um eine hochpräzise Position Ihres Kopfes in VR zu entwickeln.

Da Headsets so realistisch wie möglich sind, können sie unser Gehirn dazu verleiten, sich in einem virtuellen Raum zu befinden. Die Verzögerung und die Antwortrate müssen fehlerfrei sein. Die Bewegungen zur Kopfverfolgung müssen geringer sein als 50 Millisekunden . Andernfalls wird unser Gehirn denken, dass etwas nicht stimmt, und wir könnten krank werden. In Verbindung mit dieser Antwortrate muss die Aktualisierungsrate des Bildschirms hoch sein. 60 bis 120 fps . Ohne hohe Rücklaufquoten wären VR-Headsets Geräte, die Übelkeit auslösen.

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Um den Sinn für Realismus zu vervollständigen, verwenden die meisten VR-Umgebungen binaurales oder sogar 3D-Audio, um eine vollständige audiovisuelle Landschaft der virtuellen Umgebung zu erstellen. Dies erfolgt einfach durch das Tragen von Kopfhörern, aber der Klang selbst wird dann angepasstSoftware aus Rückmeldung der Positionssensoren.

Premium VR-Headsets können Bewegungen verfolgen, während die billigeren Headsets nur einen statischen oder bewegungsaktivierten Blickwinkel haben und andere manuellere Eingaben erfordern, z. B. von einem Gaming-Controller. Head Tracking ist eine der wichtigsten Funktionen, die diese Headsets ausmachenmehr Premium und damit fühlen sie sich realer an.

Oculus bietet jetzt zusätzliche Sensoren an, die Sie für Ihre kaufen können. VR-Headset die den Spielern ein zusätzliches Maß an Genauigkeit in der VR-Umgebung ermöglichen.

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Und wenn es darum geht, Ihre physische Position in einem Raum zu verfolgen, bietet Oculus jetzt eine Erfahrung, die mit dem HTC Vive übereinstimmt, was nicht im Freien möglich war. Riftbesitzer haben jetzt die Möglichkeit, einen dritten Sensor zu kaufen. 79 USD und fügen Sie dem VR-Spielbereich mehr Abdeckung hinzu.

Verschiedene Headset-Marken verwenden unterschiedliche Tracking-Sensoren und -Arrays. Im Allgemeinen handelt es sich jedoch um eine Art LED-Punkt-Tracking am Headset, das einer externen Kamera zugeführt wird.

Diese Kamera verarbeitet dann die Bewegung der Punkte und interpoliert sie in die Anzeigebewegung auf der Kamera.

VR-Headsets arbeiten also mit einer Kombination aus Objektiven, versetzten Bildschirmen und Bewegungsverfolgungstechnologie, um a digitale VR-Umgebung glaubwürdiger als je zuvor.

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