В виртуальной реальности (VR) и дополненной реальности (AR) система отслеживания позы определяет точную позу установленных на голове дисплеев , контроллеров, других объектов или частей тела в евклидовом пространстве . Отслеживание позы часто называют отслеживанием 6DOF, поскольку поза часто отслеживается с шестью степенями свободы . [1]
Отслеживание позы иногда называют позиционным отслеживанием, но это разные вещи. Отслеживание позы отличается от отслеживания положения , поскольку отслеживание позы включает в себя ориентацию, а отслеживание положения — нет. В некоторых потребительских GPS-системах данные ориентации добавляются дополнительно с помощью магнитометров , которые дают частичную информацию об ориентации, но не полную ориентацию, которую обеспечивает отслеживание позы.
В виртуальной реальности крайне важно, чтобы отслеживание позы было одновременно точным и точным, чтобы не разрушать иллюзию существа в виртуальном мире. Для этого было разработано несколько методов отслеживания положения и ориентации (наклон, рысканье и крен) дисплея и любых связанных с ним объектов или устройств. Во многих методах используются датчики, которые неоднократно записывают сигналы от передатчиков на отслеживаемом объекте (объектах) или рядом с ним, а затем отправляют эти данные на компьютер, чтобы приблизительно определить их физическое местоположение. Популярный метод отслеживания — Lighthouse tracking . По большому счету, эти физические местоположения идентифицируются и определяются с использованием одной или нескольких из трех систем координат: декартовой прямолинейной системы, сферической полярной системы и цилиндрической системы. Многие интерфейсы также были разработаны для мониторинга и управления движением внутри виртуального трехмерного пространства и взаимодействия с ним; такие интерфейсы должны тесно взаимодействовать с системами позиционного отслеживания, чтобы обеспечить удобство взаимодействия с пользователем. [2]
Другой тип отслеживания позы, чаще используемый в новых системах, называется отслеживанием изнутри наружу, включая одновременную локализацию и картографирование (SLAM) или визуально-инерциальную одометрию (VIO). Одним из примеров устройства, использующего отслеживание позы наизнанку, является Oculus Quest 2 .
Беспроводное отслеживание использует набор якорей, которые размещаются по периметру пространства отслеживания, и один или несколько отслеживаемых тегов. Эта система по своей концепции аналогична GPS, но работает как в помещении, так и на открытом воздухе. Иногда его называют внутренним GPS. Теги триангулируют свое трехмерное положение с помощью якорей, расположенных по периметру. Беспроводная технология Ultra Wideband позволила отслеживать положение с точностью менее 100 мм. Благодаря использованию объединения датчиков и высокоскоростных алгоритмов точность отслеживания может достигать уровня 5 мм при скорости обновления 200 Гц или задержке 5 мс .
Оптическое отслеживание использует камеры, расположенные на гарнитуре или вокруг нее, для определения положения и ориентации на основе алгоритмов компьютерного зрения . Этот метод основан на том же принципе, что и стереоскопическое зрение человека . Когда человек смотрит на объект с помощью бинокулярного зрения, он может приблизительно определить, на каком расстоянии находится объект, благодаря разнице в перспективе между двумя глазами. При оптическом слежении камеры калибруются для определения расстояния до объекта и его положения в пространстве. Оптические системы надежны и относительно недороги, но их сложно калибровать. Кроме того, системе требуется прямая линия света без препятствий, иначе она получит неверные данные.