Damit Virtual Reality funktioniert, ist die Position des Headsets im 3D-Raum eine entscheidende Information. Inside-Out-VR-Tracking verwendet integrierte Kameras und maschinelles Lernen, um diese Messung durchzuführen, und es wird schnell zum Goldstandard für VR-Head-Tracking.
Herkömmliches Positionstracking
Alberto Garcia Guillen/Shutterstock.comEs gab viele verschiedene Ansätze zur Positionsverfolgung für VR , aber wenn wir uns auf “konventionell” Positionstracking bezieht sich auf die moderne VR-Revolution, die Mitte der 2010er begann, und nicht auf die frühen Virtual-Reality-Tage der späten 80er oder frühen 90er.
Die ursprüngliche Oculus Rift war die Vorreiterin dieser neuen Generation von VR-Headsets. Basierend auf Technologien, die für Smartphones entwickelt wurden, enthielt die Rift Sensoren, die eine feinkörnige Erkennung von Drehungen und seitlichen Bewegungen ermöglichen. Mit anderen Worten, das Headset kann mithilfe interner Sensoren eine Drehung melden und wann es sich vorwärts, rückwärts oder von einer Seite zur anderen bewegt. Was es nicht kann, ist die Berichtstiefe. Das heißt, wo es im 3D-Raum relativ zu anderen Punkten ist.
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Die ursprüngliche Lösung von Rift bestand darin, eine externe Tracking-Kamera zu verwenden. Die Kamera sieht im Infrarotspektrum und auf der Oberfläche des Headsets befindet sich eine Reihe von Infrarotlichtern. Die Kamera verfolgt diese Lichter und kann, da sie ihre genaue Skala und ihr Muster kennt, genau herausfinden, wo sich das Headset relativ zur Kamera selbst befindet.
Zusammengenommen bieten all diese Sensordaten eine genaue Positionierung überall im 3D-Raum, zumindest soweit der externe Tracker das Headset sehen kann. Später würden Produkte wie das HTC Vive laserbasierte Tracker im Raummaßstab einführen. Diese wurden an den Wänden eines Raumes montiert und ermöglichten es, die Position des Headsets überall innerhalb ihrer Reichweite zu verfolgen.
Inside-Out-Tracking
Boumen Japet/Shutterstock.comInside-Out-Tracking dreht das Skript auf die traditionelle Methode um, die wir gerade beschrieben haben. Das Headset verwendet immer noch Kameratechnologie, um herauszufinden, wo es sich im 3D-Raum befindet, aber die Kameras befinden sich alle am Headset selbst.
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Es gibt keine externen Tracking-Marker, stattdessen hochentwickelte Bildverarbeitungssoftware sucht nach Anhaltspunkten im Raum um Sie herum. Die Software beobachtet die Bewegung dieser Referenzpunkte und leitet dann die Bewegung des Headsets ab.
Die Onboard-Kameras können noch mehr. Dank dieses räumlichen Bewusstseins ist es möglich, eine softwarebasierte virtuelle Barriere zu erstellen, damit Sie nicht versehentlich gegen eine Wand treten. Dies ist auch mit Tracking-Systemen im Raummaßstab möglich, jedoch nicht mit dem herkömmlichen externen Tracking mit einer einzigen Kamera.
Die Onboard-Kameras können auch die Position Ihrer VR-Controller relativ zum Headset genau verfolgen. In einer brillanten Weiterentwicklung ist es jetzt auch möglich, mit diesen Onboard-Kameras Ihre bloßen Hände für die Interaktion in VR direkt zu verfolgen. Keine Controller erforderlich!
Inside-Out-Tracking kann auch eine Form von “Mixed Reality” Das heißt, wo reale und virtuelle Objekte zu einer Erfahrung verschmelzen. Die integrierten Headset-Kameras können beispielsweise Ihre reale Tastatur anzeigen, wenn Sie eine App wie Virtual Desktop verwenden, oder Ihren realen Stuhl in den virtuellen Raum bringen, um das Hinsetzen oder Aufstehen zu erleichtern.
< h2 role="heading" aria-level="2">Die Vorteile von Inside-Out-Tracking
Inside-Out-Tracking wird bei VR-Headsets schnell zur Norm und es ist nicht schwer zu verstehen, warum. Dieser Ansatz hat zahlreiche Vorteile, aber der herausragendste ist Eleganz und Einfachheit.
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Bei einem Headset wie dem Oculus Quest 2 gibt es nur das Headset und die beiden Controller. Wenn Sie das Quest 2 als kabelgebundenes Headset verwenden, benötigen Sie nur ein einziges USB-Kabel. Der Einstieg in VR ist schnell und einfach. Sie müssen keine Ausrüstung vorbereiten, setzen Sie einfach das Headset auf und spielen Sie. Der Umzug von einem Standort zum nächsten wird ebenso vereinfacht. Es gibt kein Durcheinander und kein Herumspielen mit Kabeln, Kameras oder Trackern, die montiert werden müssen. (Selbst wenn Sie die Oculus Quest 2 als PC-VR-Headset verwenden möchten, können Sie dies mit einem einzigen USB-Kabel—oder drahtlos tun.)
Wie bereits erwähnt, bietet Inside-Out-Tracking auch neue Möglichkeiten zur Verbesserung von VR, die über das Positionstracking hinausgehen. Was als Lösung für echte Standalone-VR begann, scheint die wahrscheinliche Zukunft aller VR-Headsets zu sein.
Inside-Out-Tracking löste auch das Problem der Okklusion, bei der die externe Tracking-Kamera 8217; sehen Ihr Headset oder Ihre Controller nicht, da sie verdeckt sind. Einer der Gründe, warum es mindestens zwei wandmontierte Tracker mit raumgroßen Setups gibt, besteht darin, zu vermeiden, dass etwas von einem Sensor verdeckt wird.
Bestes VR-Headset insgesamt 
Oculus Quest 2
Das Oculus Quest 2 ist aufgrund seiner einfachen Einrichtung und seines günstigen Preises unser bevorzugtes VR-Headset. Es bietet Inside-Out-Tracking, sodass Sie keine separaten Kameras einrichten müssen – Sie benötigen nicht einmal einen PC. (Das Quest 2 kann jedoch auch als PC-VR-Headset fungieren.)
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$ 299.00 Die Kehrseite des Inside-Out-Tracking
Inside-Out-Tracking ist eine beeindruckende Technologie, aber einige der hochwertigsten VR-Produkte wie der Valve Index verwenden immer noch extern montierte Tracker. Wenn Inside-Out-Tracking so großartig ist, warum ist es dann nicht universell? Der Hauptgrund liegt in der Präzision und Genauigkeit. Die Software, die Inside-Out-Tracking steuert, muss viel “Raten” da kein Algorithmus 100% genau ist. Dies wird durch die Rechenleistung begrenzt, die das Headset an Bord hat, da eine genauere und anspruchsvollere Bildverarbeitungstechnologie mehr Rechenleistung benötigt. Im Laufe der Zeit wird dieses Problem einfach durch den Fortschritt der Computerleistung angegangen.
Dadurch ist das Inside-Out-Tracking auf Virtual-Reality-Headsets nicht ganz so genau und schnell wie das Outside-In-Tracking, aber es holt schnell auf und ist bereits gut genug, dass Sie wahrscheinlich keine Probleme bemerken werden beim Schwingen eines Lichtschwerts oder beim Versuch, einen virtuellen Boxkampf zu gewinnen.
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