由内而外跟踪

由内而外跟踪的工作原理

快速解答:跟踪系统使用两个可见光低分辨率相机来观察环境中的特征。 然后,相机将该信息与 IMU 数据相融合,以确定设备在环境中的精确位置。

更多细节:跟踪系统使用两个低分辨率黑白相机来识别环境中的特征。 系统根据观察到的特征对其位置进行三角测量,然后通过融合高速率 IMU 数据来补充信息,为环境中的 HMD 生成连续的姿势估计。 这两个应用程序都使用姿势信息来渲染场景,并由系统使用姿势信息针对时间和位置的任何错误预测来纠正这种渲染。 电脑存储环境信息,因此跟踪系统可以重新调用特定于环境的数据,例如房间边界物理位置。 如果在多个房间中使用设备,可以在每个房间中设置不同的边界,跟踪系统可以重新调用特定房间的特定边界。

由于在 Windows Mixed Reality 沉浸式头戴显示设备上进行跟踪的工作方式类似于在 Microsoft HoloLens 上进行跟踪,你可能会发现此视频很有用:

需要做好哪些准备才能使跟踪正常工作?

需要解决两个问题才能确保跟踪正常工作:

  1. 确保电脑符合运行 Windows Mixed Reality 的要求。 如果电脑符合 Windows Mixed Reality 的最低要求,则跟踪会有足够的资源可在电脑上正常运行。
  2. 确保环境适合该设备使用的视觉跟踪类型。 应在光线充足的环境中使用该设备。 由于该设备的工作原理是在可见光下观察环境,因此必须光线充足才能观察到该环境。 还必须有足够的区分视觉特征(换言之,装饰、对比点等)才能使跟踪系统正常工作。

多大的光照度才算光线充足?

如果你可以在环境中舒适地走动而不会感觉太暗,并且可以从房间对面观察到另一个人的面部特征,那么跟踪系统可能有充足的光线。 请记住,有光线过强的一类东西,如果你直视太阳,相机可能会变得饱和并且无法可靠地跟踪。

该产品设计用于在正常环境中工作。 请考虑以下虚构的试验 - 如果你在一个白色墙壁、白色天花板和白色地面的空白房间中,跟踪系统将找不到要跟踪的特征并且会失败。 如果你在一个布满艺术作品和装饰的房间中,则跟踪系统会发现许多要跟踪的特征并且会正常工作。 通常,经过装饰的房屋和办公室已被证明具有足够的特征细节来正常跟踪。

使用该设备时,我能够以多快的速度移动?

该设备旨在支持超出人类头部运动通常所经历的运动。 可以随意移动。 请记住,使用沉浸式头戴显示设备时,你对周围环境的意识会减弱,因此请确保在环境中安全移动。

跟踪在哪些位置无法正常工作?

在黑暗的房间里,由于光线不足,相机无法看到足够的特征,跟踪将无法正常工作。 在飞机、公共汽车、火车、汽车或电梯等移动交通工具中,跟踪效果不佳(有时甚至根本无法工作)。 在光线过强或光线差异过大的情况下,跟踪也会失败。 例如,如果阳光直射进入房间,相机可能会降低曝光以降低饱和度,并且看不到常规的自然特征。 建议保持相对均匀的照明,如果你不得不眯着眼睛看或发现令人不舒服的明亮事物,那么跟踪系统可能无法正常工作。

3DOF 与 6DOF 有什么差别?

首先,DOF 是“自由度”的英文简写。在讨论跟踪系统时,它表示可以检测到的运动程度或类型。 这些运动分为两大类:“旋转”和“平移旋转”。 3DOF 指 3 个自由度,代表绕每个轴的旋转。 简单地说,3DOF 跟踪允许你向左看/向右看、向上看/向下看以及侧向倾斜头部(滚动)。 无法在 3DOF 中平移或向前/向后走。 6DOF 是 6 个自由度的简写。 它建立在 3DOF 的旋转基础上,并添加了平移。 这意味着,可以向前/向后走、向左/向右扫射、以及蹲下和起立。 3DOF 跟踪是你通常会在基于手机或移动设备的 VR 产品上发现的跟踪类型,而 6DOF 将存在于更强大的 VR 平台上。 某些体验是为 3DOF 量身定制的,并且只允许 3DOF 运动(旋转),即使设备支持 6DOF 跟踪也是如此。 例如,在 Windows Mixed Reality 中观看某段 360 视频。 该视频允许你环顾四周,但不允许你在环境中行走。

我的头戴显示设备中的事物出现抖动或卡顿。 跟踪是否不正常?

有多种原因会导致这种错误。 将你观察到的问题归属于正确的原因很重要,以便可以解决问题。 请参阅故障排除部分,以帮助了解可能发生这种情况的原因。

我是否可将自己的跟踪技术用于 Windows Mixed Reality?

当前不支持此功能。

UI 为何显示“找不到你的边界”?

由于安全边界特定于物理位置,如果你在不同的位置使用该设备,则系统无法找到边界。 此外,一旦你设置了边界,系统就会始终寻找它,即使你在不同的物理位置使用该设备也是如此。 只要在不同的位置使用该设备,并且尚未在该位置设置边界,就会看到此 UI。 你可以在使用该设备的每个位置设置边界,该设备将调用特定于位置的边界。

如果你在之前设置了边界的位置使用该设备,但该设备仍然找不到它,则可以设置新的边界,或清除所有环境数据以从该设备中删除所有边界。 请参阅故障排除部分,了解系统找不到边界的原因以及纠正问题的步骤。

如何设置跟踪?

Windows Mixed Reality 中的跟踪易于使用,无需基础结构或设置。 如果你选择这样做,可以设置一个虚拟边界以供使用。 有关详细信息,请参阅有关设置边界的部分。

如何清除跟踪和环境数据?

跟踪系统会存储一些环境数据,以便它可以回忆事物在现实世界中的物理位置,例如安全边界。 此类信息(包括安全边界)可以随时删除。 如果删除此类信息,系统将不再识别你的空间或回忆你的安全边界。 如果你希望在清除环境数据后使用安全边界,则必须重新设置。 请参阅有关设置边界的部分以设置新边界。 若要删除所有此类数据,请打开“设置”,导航到“混合现实”,然后在左侧菜单中选择“环境”部分。 选择标记为“清除环境数据”的按钮以删除所有环境和跟踪数据。

另请参阅