Inside-out与Outside-in定位实测：原来它才是最强王者

Esther｜编纂 [原创文章：www.ii77.com]

现在距离2016年所谓的“VR元年”竟已经由去4年多时间，这时代，Oculus凭借Quest系列一体机逐渐冲破消费级游戏市场，成为行业中的佼佼者。尽管如斯，市场依然被Valve、HTC、Oculus、WMR、PS VR等多个VR..占有，每种产物有本身奇特的手艺和形态，适用的场景也有所分歧。

那么对于用户来讲，若何凭据本身的需求去选择VR头显？更主要的是，选择Inside-out定位体式的VR头显照样基站式Outside-in头显？选择更便携的VR一体机照样追踪局限更大的SteamVR头显？

为认识答上述问题，致力于VR科研的德国费尔巴赫VDC（虚拟维度中心）对市面上5款主流VR头显进行了测试。与此前的头显FOV测试实验分歧，这一次VDC将研究重点放在头显系统定位的正确性，以及实际追踪局限上。

（一）VR定位局限对比实验

在实验中，VDC行使机械臂来环绕头显移动VR手柄，以这种体式离别测量了市面上Quest、Rift S、Vive Pro、Vive Cosmos和三星Odyssey头显的追踪局限，以度数为单元单子。究竟发现，SteamVR追踪局限最大，可追踪到VR头显四周360°完整局限，而WMR追踪局限最小，平日不足180°。

实际上，分歧的VR头显采用分歧的追踪定位方案，追踪局限也有差别。Vive Pro采用至少两个SteamVR基站来定位整个房间，追踪局限比Inside-out更广。

而Quest、WMR等产物则行使头显上的摄像头Inside-out方案来追踪四周的空间，无法追踪使用者的死后，手柄超出局限后轻易无法识别，并且摄像头数量分歧也会影响追踪局限。具体来讲，Quest配备4颗内向外追踪摄像头、Rift S配备5颗内向外追踪摄像头、Vive Cosmos配备6颗内向外追踪摄像头，三星Odyssey则基于WMR头显方案的2颗摄像头进行追踪定位。

细节方面，科研人员行使固定了VR手柄的机械臂，离别在两个水平面和一个垂直平面（Lv3）上环绕VR头显移动。两个水平面离别标记为Lv2和Lv1，位于头显上方40厘米处和头显下方30厘米处。机械臂掌握VR手柄在Lv1和Lv2离别转圈移动，半径离别为55厘米和75厘米。手柄在分歧速度下转一圈后，VR系统识别到的部门则算作追踪局限。也就是说若是机械臂转一圈，VR手柄可持续被追踪定位，则追踪局限为360°。

除了移动平面分歧外，科研人员还为机械臂设定了三种移动速度、Lv1和Lv2的机械臂以10毫米/秒、50毫米/秒、100毫米/秒三种速度移动，而Lv3则以100毫米/°、500毫米/°、10000毫米/°三个速度移动。

左：机械臂在Lv1平面以10毫米/秒移动时追踪局限对比；右：机械臂在Lv2平面以10毫米/秒移动时追踪局限对比

当机械臂在Lv1和Lv2速度为10毫米/秒移动，Lv3速度为100毫米/度移动时，发现Vive Pro的SteamVR方案追踪局限最大，每个平面都能360°定位手柄。其次是Rift S的Inside-out方案，追踪局限在303°到330°之间。Vive Cosmos的Inside-out方案在Lv1和Lv2的追踪局限与Rift S邻近，不外Lv3垂直平面的追踪局限仅为203°，这或者与头显上定位摄像头的结构有关系。

机械臂在Lv3平面以10毫米/秒移动时追踪局限对比

除此之外，手柄移动速度在三个平面上都对追踪局限有所影响。当手柄以三个实验中最快速移动时，Quest和Rift S在部门平面可追踪到360°局限。三星Odyssey也是如斯，最大可追踪到357°局限。

比拟之下，同样采用Inside-out方案的Quest的追踪局限比Rift S和Vive Cosmos要少仅100°，这应该是因为Quest摄像头更少，仅为四个。比Quest追踪局限更小的，是三星Odyssey，仅为108°到166°之间。

总之，实验究竟显露SteamVR定位的追踪局限最大，只需要两个基站即可追踪到VR头显四周360°的局限。两个置于空中的基站可向整个房间发射肉眼弗成见的光，Vive手柄领受到光线旌旗后即可定位。

而Inside-out基于VR头显上的摄像头，今朝这些摄像头并不克笼盖头显四周360°局限，若是手柄脱离摄像头视场角，追踪旌旗会丢失。就拿Quest来讲，当你开启主动手势识别切换功能时，若是将Oculus手柄置于后脑勺，就会失去敌手柄的追踪，而开启手势识别。

另一方面，WMR头显平日仅配备两颗摄像头，实际追踪角度竟无法达到180°。也就是说，当你佩戴三星Odyssey时，向摆布两个偏向平举手柄，或者会直接丢失手柄旌旗。

那么追踪局限小就必然欠好吗？一样来讲，VR手柄追踪局限越大，体验感越好。不外并不是每个场景都需要360°定位，若是只是在VR中看片子，或是玩一些动作不大的游戏，Quest的追踪局限充沛。若是是在..模拟和3D设计场景，敌手柄定位局限的要求会更高。

（二）VR定位精准性实验

除了VR系统定位局限实验外，VDC此前还对SteamVR、Vive Cosmos、WMR、Quest、Rift S、ARTTRACK光学动捕掌握器六种方案进行测试，对比定位的正确性。

在这一实验中，SteamVR再次吊打Inside-out定位体式，误差在0.084到0.205毫米之间。除此之外，Rift S、Quest和WMR的尺度误差邻近，离别为0.449毫米、0.467毫米、0.393毫米。

不外，Vive Cosmos手柄的最大误差竟达3.209毫米，尺度误差和平均误差也离别为2.041毫米和2.495毫米，是其他5种方案的5倍以上。

科研人员将VR手柄固定在机械臂上，并使机械臂在距离50厘米的两点之间频频移动50次。同时，将固定的位置与VR中追踪的位置成家，来对比误差。

究竟发现，在接近VR头显的位置，SteamVR定位最正确。在远离VR头显的位置，采用Inside-out的Rift S追踪误差增加幅度较大，局限在0.661毫米至1.245毫米之间。同时，Rift S的正确性偶然不如Quest，剖析原因或者手柄仅在水平线上移动，Rift S的第五颗摄像头并不会带来额外的追踪结果。

同时，Vive Cosmos的Inside-Out定位模式误差偶然跨越5毫米，运行分歧的VR软件或者也会有分歧究竟。

比拟之下，ARTTRACK是6种方案中最精准的，误差局限在0.007毫米到0.011毫米之间。不外ARTTRACK的精准定位系统首要应用于专业场景，并不面向通俗用户发售。

VDC透露：ARTTrack和SteamVR的误差可掌握在次毫米级，适合用在3D建模、医疗模拟等需要高精准度的场景。

总之，实际测量究竟显露Inside-out比Outside-out正确性照样要差一些，而追踪局限差距更大。不外这是为了提拔移动性而做出的牺牲，Inside-out定位无需基站使用起来更轻易，适用于家庭娱乐场景，而在B端..等场景中，SteamVR定位可供应更精准、局限更大的追踪结果。是以，能够凭据实际应用场景和需求来进行选择。

参考：

https://www.vdc-fellbach.de/fileadmin/user_upload/Applikationszentrum_VAR_-_Bericht__11_-_Werkstattbericht__06_-_Trackingreichweite_bei_VR-Trackingsystemen.pdf

https://mixed.de/trackingreichweite-so-schneiden-vr-trackingsysteme-ab/

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