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关于Vicon运动捕捉和VR跟踪摄像机的马特•奥顿对话

Voices of VR播客 我是Matt Orton,我是Vicon Motion Systems的EMEA销售经理。这里我们有Vicon Bonita系统正在运行Vicon跟踪软件,我们用它来跟踪Oculus Rift和用户的手来与EON Reality软件进行交互。这个演示基本上是一个给小孩子们提供的教育项目,让他们能够拿起身体器官并将其放在正确的位置上,这样他们就能学到这部分知识。而且,这种教育方式越沉浸,他们学得就越好,玩得就越开心,而不是单纯地看教科书。是的,你可以说一下Vicon在虚拟现实研究界和行业中已经存在了多久,以及它在这些年里的作用。好的,Vicon已经成立了31年了。它起初是从牛津大学剥离出来的,然后又从牛津仪器公司进行了管理收购。我们在各个领域,尤其是临床领域,发展并引领了运动捕捉的应用。然后进入到动画领域,比如电影和电脑游戏,最近几年,随着技术的发展,也开始应用于虚拟现实和增强现实领域。它在各种领域的应用非常广泛,教育是其中之一,显然,就像我们在这里展示的一样,但它还用于设计环境、虚拟培训以及在真实世界中训练成本过高、过危险的情况下,通过在虚拟环境中进行初级培训,然后再进入真实环境。所以,你可以讲一下球和需要放置在头戴式显示器上进行跟踪的追踪器,以及如何将其复用并传感器融合到输入中,实际上跟踪到Unity 3D程序之类的东西。好的,系统的工作原理是这样的,我们有多个摄像机,这里有6个摄像机,它们会发射近红外波长的光,这种光的波长会使得反射标志物发出光,然后被摄像机接收到。每个摄像机都经过校准,所以它们知道自己与其他摄像机的相对位置,因此我们可以在三维空间中三角测量每个标志物的位置。在Bicron软件中,我们将一些标志物建模为一个对象。比如在这种情况下,Oculus Rift。我们不断地建模这些标志物的方位。所以当用户带着Oculus环绕行走时,我们就可以不断地建模他们所处的位置,他们的注视方向。这些数据以多种方式被传送到第三方软件,在这种情况下是EON Reality。然后取决于第三方软件如何创建渲染并使用这些数据。简单地说,我们是高质量跟踪的工具。我们的精度在0.5毫米以内,这样你就能够进入真正的沉浸式环境。低延迟意味着你能够体验更加沉浸的环境,但却不会感到晕厥,这是其他跟踪系统所没有的。比如,光学系统本身就存在跟踪方面的局限性,而且延迟会让用户感到晕厥,因为你的头移动后,显示器在一段感知到的时间之后才会跟随你的移动,这会导致其他可触及效应。这会让你意识到你正处于一个沉浸的世界中,而不是只是学习你应该完成的程序。这个系统的更新频率是多少?红外传感器的更新速度有多快?每秒可处理的数量是多少?Vicon系统中的这些摄像机的运行频率可以达到250赫兹,我们还有一些摄像机可达到2,000赫兹。所以实际情况取决于你的需求。对于大多数虚拟现实世界来说,我们通常运行约240到250赫兹是足够的。其实并不需要那么高的频率,但是运行得更快好处之一就是每帧间标志物的运动更小,这意味着我们可以更准确地跟踪,减少数据丢失。这会带来更好的用户体验。我们在世界各地有很多用户将跟踪能力限制在60赫兹或100赫兹。没有绝对正确的答案,用户可以根据自己的体验选择最佳的更新频率,我们完全尊重这个。这个系统的最低运行频率是30赫兹,但是还有其他摄像机可以达到更高的运行频率。那么,在什么情况下需要达到2千赫兹的更新率呢?在虚拟现实世界,可能并不是非常多。但是如果你在生命科学领域研究脚在冲刺时的着陆,那就是一个非常快速的运动。或者,例如,高尔夫击球时高尔夫杆撞击球时的变形,这就是需要非常高帧率的情况。但对于标准的虚拟现实世界来说,不需要那么高的更新频率。所以我们有类似这种相机,限制为250赫兹,还有其他一些摄像机可以更高。你能够追踪多少个独立的标记物或是物体?每个球能达到的最大数量是多少?这取决于所使用的摄像机和软件。在我们这里,我们可以同时追踪50个对象。我们将四到五个标记物组合在一起定义为一个对象,所以50个对象绝对没有问题。然而,对于我们的其他摄像机,大型的t系列摄像机,我们这里没有,但你可以在我们的网站上看到它们,它们都配有处理器,每帧可以追踪大约130,000个独立的标记物。因此,如果以100赫兹的频率进行跟踪,那将是非常大的数量。如果使用那么多的标记物,那我很想看看你在做什么。对于你所见过的使用情况,无论是军事还是工业,尤其是在虚拟现实的背景下,你看到人们是如何使用这些追踪模块的?最常见的用途是进行设计评审。比如你是一家汽车制造商,你想了解设计部门的最新设计,它是否符合工程规范?是否符合市场规范?是否可使用?例如,当你坐在驾驶座上时,你能否舒适地够到收音机?你能否舒适地够到副驾驶运行装置?通过在虚拟世界中进行,速度更快,当然,制作数字模型仍然需要一定的时间,但是虚拟进行比之前使用木头或塑料材料进行更快,成本也更低。通过虚拟进行,你能够与全球或全国范围内的设计部门进行学习和合作,并在最初设计到最终产品之间有更快的转换。在大量标记物的真实世界用例中,同样的,在虚拟现实世界中可能并不是很常见,但我们还在其他工程市场中扮演着重要角色。例如,日本有一个研究所在地震模拟台上创建了实际大小或半等身大小的建筑物,这个建筑物上铺有每一个砖头或一些砖头上的标记物,然后对地震进行模拟,观察建筑物如何承受地震,看它如何倒塌。显然,这种情况下有大量的标记物。在临床领域,有很多实验研究皮肤变形。他们会在人体上放置大量的标记物,然后让人行走、移动,了解皮肤如何在骨骼和肌肉上拉伸。虚拟现实世界相对来说在跟踪方面比较简单,因为通常只跟踪头部,或者可能是整个身体,但依然只有有限数量的标记物。那么,最低需要多少个摄像头才能进行虚拟现实跟踪呢?这实际上取决于你想要跟踪的环境以及你想要跟踪的物体数量或人数。最简单的情况可能是站在挡板或3D投影电视前,这需要至少2个摄像机,你可能需要大约5000英镑的成本。当你想要进行更复杂的场景时,你会需要更多的摄像机。所以,不一定在虚拟现实领域,但在娱乐领域,比如捕捉整个足球队与其他电脑游戏的足球对战,可能需要250个摄像机,这个投资可能会超过100万英镑。不过,两者之间有许多不同的情况,只要你能想到,我们可能已经捕捉到了,或者我们的客户可能已经捕捉到了。如果你在YouTube搜索Vicon 100,你会看到很多真实世界的例子。我们能够使用从2到250不等的摄像机。虚拟现实领域似乎有很多消费者市场级别的东西。我知道Valve的激光塔系统可以在100赫兹的频率下,使用x和y的激光来追踪一个15乘15的区域。我想知道Vicon是否考虑未来生产更适合消费者市场的产品,也许不是行业规格的产品,而是更低价的产品。这是一个有趣的想法。我们的目标是非常高精度的市场,成本一直在下降。8年前我加入Vicon时,像我们这里的系统的价格可能高达10万英镑,而现在可能只需要1到2万英镑。这是在相对较短的时间内产生的巨大降低。未来8年,谁能说得准呢?技术成本的降低以及技术能力的提高正在以如此快的速度发展,真不知道该预测什么。想想你现在口袋里的手机,如果10年前有人告诉你,它能做这么多事,上网之类的,你会笑话他们的,但现在它是家常化的。所以谁能说呢?希望如此。最后,你认为Vicon能够为虚拟现实体验中创造存在感和沉浸感做出什么贡献?我认为这取决于标记物的高保真度和精度,还有我们能做到的一些独特功能。我们能够进行遮挡跟踪。如果你在Oculus上有5个标记物,然后你转身使得其中2个标记物被遮挡,通过这些剩下的3个标记物,我们仍然能够给你提供完全可靠的跟踪,因为我们将三维模型投影在我们所看到的场景上。它还使我们能够进行单摄像机跟踪。一旦你从多个摄像机启动,你可以走到洞穴的角落,在其中任何一个摄像机能看到你的情况下,你仍然能够保持完整的三维跟踪。因此,通过Vicon系统,你能够以更少的设备实现更多的功能。对于我们在运动捕捉和跟踪领域的竞争对手来说,至少需要两个摄像机来实现同样的功能,所以你需要的摄像机数量会有所不同。非常感谢,就这些。非常感谢。

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