VR最引以為傲的特性，即為「沉浸感」。要想達到真正完全式沉浸體驗，不僅需要光學透鏡擁有較大視場角，覆蓋玩家的視野，讓人恍如真正置身其中。如小派8K VR頭顯，為了打造VR最佳沉浸感，頭顯的視場角達到200度，使用戶的視野儘可能被虛擬影像包裹。

同時VR頭顯的定位追蹤技術也能讓人在其中交互時，產生一種身臨其境的感覺。因為用戶在VR環境中移動時計算機可以迅速進行複雜的運算，將精確的動態運動特徵傳回，從而產生強大的臨場感、真實感。但要實現該類應用，首先要讓計算機感知使用者在虛擬空間中所處的位置，包括距離和角度等，這一定位技術一般應用於PC VR頭顯上。

兩大主流定位追蹤解決方案：outside-in和inside-out

當前VR頭顯的定位追蹤解決方案大致分為outside-in和inside-out兩大類型。outside-in依靠外部的攝像頭和發射器來捕捉和追蹤用戶的動作，因此具有較強的精度和準度。HTC Vive採用由Valve公司研發而成的Lighting House定位技術，是公認的效果最好的outside-in定位技術之一。

雖然outside-in定位追蹤技術效果較好、實現起來比較簡單，但其也存在一定的局限，如追蹤物體遠離感測器的測距或是被物體遮擋時，就無法獲得用戶的準確位置；用戶不能隨意離開感測器的有效監測區，而這也就限制了其自由活動範圍...

為了打破outside-in定位追蹤技術存在的種種局限，開發者開始研究無需線纜，自由度更高的inside-out定位追蹤技術。與outside-in需要外部感測器捕捉定位不同，inside-out定位追蹤技術是利用設備自身，而不是依靠其他外部感測器實現虛擬場景里的空間定位，以及更多的人機交互。

因此inside-out定位追蹤技術可以在無硬體搭建、無標記的環境中使用，不受遮擋問題影響，也不受感測器監測範圍限制，擁有更多樣的移動性與更高的自由度。也正是由於其沒有外接感測器幫助運算，所以在精度等方面表現得不是那麼好。

基於當前這兩套定位追蹤系統，廠商們根據自己頭顯的實際情況，研發出了各種不同的定位追蹤系統，如HTC Vive的Lighthouse定位技術、Oculus Rift的星座定位大家都熟悉得不能再熟悉了。但這畢竟是兩年前PC VR頭顯採用的定位技術了，2017年以來，不少廠商推出了更優定位追蹤解決方案，提高精度的同時，讓用戶無需被束縛在那一方小小的空間中。

SteamVR 2.0的outside-in追蹤技術

CES 2018上，HTC展示了其全新PC VR頭顯Vive Pro，其參數在很多方面都得到了完善，如解析度提升至3K等，關於Vive Pro更詳盡的信息，請點擊藍字超鏈接：Vive Pro解析度升至3K，新無線配件令人矚目。而我們在這裡要重點關注的是，Vive Pro兼容的SteamVR 2.0追蹤系統。

越來越多的商業公司將VR運用在其產業之中，但此前Lighthouse定位技術最高支持用戶在4.5米x4.5米的空間內活動，無法達到這些公司對大場地的要求。SteamVR 2.0追蹤系統在此方面進行了改進，其允許兩個以上的基站同時使用，能夠提供更大限度的空間活動範圍。據悉，SteamVR 2.0追蹤系統總跟蹤範圍擴大到10個平方米。

SteamVR 2.0追蹤系統採用的基站共11個組件組建構成，能為每個激光器或同步閃光燈的發射產生單個「包絡」脈衝。該發射器能讓設備中的Watchman模塊以此計算同步脈衝和激光命中之間的時間差，並以此時間差計算出設備的角度。在此之後，基站才能接受配備有SteamVR Tracking設備的跟蹤信號。

總的來說，SteamVR 2.0追蹤系統的優勢是基站小型化、噪音小、低能耗，性能更優，組件數量更少，從而減少了製造過程的偏差。但可惜的是，現有的HTC Vive雖然能夠升級到SteamVR 2.0追蹤系統，但其基站並不支持該系統，因此，如果想要升級系統的用戶，必須重新購置一套基站硬體。

微軟Windows MR inside-out定位追蹤技術

近半年以來，由於物美價廉等種種優勢，各種微軟Windows MR頭顯成為了消費市場的新寵，其中它統一採用的inside-out定位追蹤技術更是廣受業內好評。Windows MR頭顯在其內部集成了追蹤組件，所以無需與HTC Vive一樣，通過安裝基站進行定位。因此Windows MR頭顯具有更高的移動性和免安裝性。

其實inside-out也是一種光學跟蹤系統，其將光源發射裝置安裝在被跟蹤目標上，獲取光源信號的感測器/標記點固定在使用環境中。其原理都是以三角定位演算法為基礎，測量目標反射或者是主動發射的光線，並經過計算機特殊的視覺演算法可轉換成目標的空間位置數據，從而實現對目標的位置跟蹤。

此前微軟應用於Hololens的定位追蹤解決方案採用的也是inside-out定位追蹤技術。它擁有一顆深度攝像頭，一顆用以拍攝圖像/視頻的200萬像素攝像頭，以及4顆環境感知攝像頭。採集環境中的特徵點進行匹配，利用SLAM演算法獲得空間位置信息。與此類似的，微軟Windows MR頭顯主要通過在VR頭顯上安裝攝像頭，讓頭顯自己檢測外部環境變化，藉助計算機或者自身的演算法晶元計算出VR頭顯的空間位置。

屬於未來的技術：光場動捕技術

接下來，我們來談談當前較為熱門、被譽為VR領域最有應用前景技術之一的光場捕捉技術。很多時候，我們需要依據真實生活快速創建逼真的VR場景，包括場所和人物。如拍一部VR紀錄片時，我們希望能夠立體完整地記錄下場景；或在VR中回放這些場景時，觀眾可以從任何位置、任何角度去考察它。

而光場捕捉技術則被認為是最有希望達成這個目標的技術。因為光場能夠捕捉高質量的實時立體視頻，或高質量預渲染的CGI視覺效果，這遠遠超出了實時渲染的效果。不過由於環境複雜性的限制，目前，這一領域的研究工作一直處於摸索狀態。

當然，我們也看到一些公司做出的努力嘗試，如Uncorporeal正致力於使用光場捕捉技術，以最精準的人物模型數據為溝通介質，將真實的人物形象無縫的引入VR世界中來。

通過專門的camera-on-a-chip技術與3D動作跟蹤像素技術，Uncorporeal完整捕捉到了真實演員在現實場景里的行為動作。然後通過工作室研發的插件，將這些演員的肢體行為動作數據自動上傳至Unity里，然後以一種3D投影的形式將人物的動作投射至VR環境中，讓觀眾虛擬、現實傻傻分不清楚。

於此同時，應用光場技術廠商Lytro為了進一步完善捕捉真人實景光場，其收購了Limitless團隊。如今作為Lytro的一部分，Limitless團隊正在幫助構建公司的遊戲引擎工具集，幫助Lytro完成將光場與實時渲染內容無縫融合的目標。不過可惜的是，或許是其面臨的技術挑戰過多，Lytro已於今年3月底宣布倒閉，並且部分團隊成員已經加入谷歌。希望未來我們能看到谷歌推出更加完善的光場技術。

VR並不是如你想的那樣，除了需要做到視覺的完全擬真，還要結合動作捕捉和大範圍的定位追蹤。因為戴上VR頭顯的用戶，只要所有感官都被完全帶入到虛擬環境中，才能無障礙在虛擬環境中與其中的場景進行交互。因為定位追蹤技術能夠實時掃描傳輸人體手指、身體、腿腳、頭部、眼球等關鍵部位的運動和行動軌跡等關鍵信息投射到虛擬世界中。

準確的追蹤對象位置，是定位追蹤技術需要解決的問題，但技術這件事，說著簡單，其中需要攻克的技術無數。當前兩大主流定位追蹤解決方案各有利弊，如何揚長避短，發揮各自優勢，有得讓開發商頭疼一陣了。

本文屬VRPinea原創稿件，轉載請洽：brand@vrpinea.com

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