الواقع الافتراضي اللاسلكي والتقاط الحركة على أجهزة HTC Vive

مقدمة

اعتدت أن أكتب عن مشروع الاندفاع - بدلة التقاط الحركة على أساس أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي. بادئ ذي بدء ، أود أن أشكر كل من ترك ملاحظاته ، بطريقة أو بأخرى ، ساعد المشروع. يجب أن أقول أن المشروع لم يحصل على الكثير من التطوير ، ولم يتم حل مشكلة الانجراف بواسطة أجهزة استشعار ذات 9 محاور ، ولكن التعويضات باستخدام البوصلة الرقمية ساعدت كثيرًا ، كما أن استخدام التتبع البصري البسيط (على سبيل المثال ، 2 علامات LED على الرأس) يسمح لك بالحصول على متوسط ​​قيمة الانجراف. لكن اليوم ليس حول ذلك. أريد أن أتحدث عن طريقة غير مكلفة نسبيًا لالتقاط الحركة لأنظمة الواقع الافتراضي القائمة على HTC Vive بدون مزرعة جماعية ومكواة لحام ، بالإضافة إلى كيفية التخلص من السلك الذي يربط الرأس والكمبيوتر حتمًا ، مما يخلق الكثير من الإزعاج. سأخبرك أيضًا كيف تمكنا من تحقيق منطقة تتبع تبلغ 80 مترًا مربعًا تقريبًا.

لنبدأ

سيعمل النظام على معدات HTC Vive ، هذه خوذة بدوام كامل ، وحدتي تحكم ومحطتين أساسيتين ، أوصي بشراء HTC Vive 2 ، وقد أظهر ذلك بشكل جيد ، ربما بسبب تحديث محطات القاعدة. الآن ، تم تخفيض السعر إلى 50 ألف روبل.

بالإضافة إلى المجموعة القياسية ، أوصي بإضافة VIVE Deluxe Audio ، فهي ليست مجرد سماعات رأس (وهي مناسبة بالفعل) ، إنها حل مناسب للغاية لاستخدام أكثر راحة للخوذة ، خاصة أن هذه الإضافة ذات صلة عند استخدام الخوذة من قبل العديد من اللاعبين أو الزوار إلى الجذب. أيضًا ، يسمح لك هذا التركيب بتثبيت النظام اللاسلكي بشكل آمن ، ويبدو رائعًا:

VIVE Deluxe Audio . سعر الإصدار هو 10 آلاف روبل.

يسقط السلك

بادئ ذي بدء ، تحتاج إلى كسر هذا "المقود" وتشعر بالحرية الحقيقية في مساحة الواقع الافتراضي دون الحاجة إلى أجهزة كمبيوتر محمولة ثقيلة ومدفأة. للقيام بذلك ، تحتاج إلى الوظيفة الإضافية TPCast - جهاز يسمح لك بوضع Vive في الوضع اللاسلكي.

TPCast خيارات

يتكون النظام بأكمله من عدة وحدات ، المزيد عن كل منها:


يتصاعد بشكل مثالي على VIVE Deluxe Audio. وهي متصلة بالخوذة بأسلاك قصيرة USB و HDMI ، والأسلاك الأخرى (USB والطاقة) متصلة بالمحول بالبطارية.


بعد ذلك ، تحتاج إلى وضع صندوق ربط Vive القياسي جانباً ، وتوصيل الوحدة التالية (جهاز الإرسال) مباشرةً بالكمبيوتر عبر HDMI:

يمكنك استخدام السلك القياسي أو HDMI بطول 10 أمتار. يجب توصيل مصدر الطاقة من صندوق ربط قياسي بجهاز إرسال TPCast. يجب أن أقول أنه يمكنك استخدام تركيبة مع صندوق ربط ، فقط عن طريق توصيل جهاز إرسال بدلاً من خوذة (بدون توصيل أحد الأسلاك الثلاثة - USB). يجب وضع جهاز الإرسال في نقطة في الغرفة حيث ستكون الخوذة مرئية دائمًا ، مثل يعمل جهاز الإرسال على ترددات عالية ، ثم سيكون أي عائق عقبة أمام إرسال إشارة ، وهو نفس الرأس إذا ابتعد الشخص. وبعبارة أخرى ، توفير الرؤية المباشرة. الخيار الأفضل هو وضع جهاز الإرسال بالضبط في وسط الغرفة على السقف ، وإرساله عموديًا على الأرض.

هذا ليس كل شيء ، تحتوي المجموعة أيضًا على جهاز توجيه يجب أن يكون متصلاً باتصال الإنترنت للكمبيوتر. ببساطة ، كابل إيثرنت موجود في منفذ WAN لجهاز التوجيه ، والكمبيوتر متصل بجهاز التوجيه عبر شبكة LAN. إذا كان هذا الاتصال غير مقبول ، فاستخدم بطاقة شبكة إضافية. الآن كل شيء جاهز تقريبًا ، يبقى فقط تنزيل البرامج وبرامج التشغيل من موقع TPCast الرسمي:


بعد التثبيت ، سيطلب منك التطبيق إدخال بيانات للاتصال بنقطة الوصول ، ويشار إلى اسم المستخدم وكلمة المرور على الملصق الموجود على محول البطارية. كل ما تبقى هو النقر فوق ابدأ وبدء SteamVR بعد اتصال ناجح. إذا حدث خطأ ما ، فهناك عنصر قناة التبديل في القائمة العلوية اليمنى. بشكل عام ، من السهل استعادة فقدان الاتصال بلمسة زر واحدة ، يمكنك أيضًا تغيير البطارية بسرعة.



الجمعية TPCast . سعر الإصدار هو 35-40 ألف روبل ، ولكن فيما يلي الخصائص:

• دقة 2K (عادية لـ HTC Vive)
• 90 إطارًا في الثانية
• تأخير أقل من 2 مللي ثانية

بالطبع ، للاستخدام المنزلي هذا غير عملي ، يمكنك تحمل السلك ، ولكن بالنسبة للحل التجاري - خيار ممتاز ، خاصة إذا قمت بتوسيع مجال التتبع.

الآن يمكنك محاولة المشي على Steam Home ولا تتذكر السلك ، والمجاري ، والعقد والمزيد ، باستثناء أن البطارية مشحونة ، ولكن من الأفضل شراء أخرى. إنها تكفي لمدة 4-5 ساعات من الاستخدام النشط.

نحن نتجاوز حدود ما هو مسموح به

بدون سلك ، ستشعر بسرعة بالضيق ، ستحتاج إلى المشي قليلاً ، ولكن في 16 متراً مربعاً ، لن ينجح ذلك. أول شيء تحتاجه هو غرفة (100 متر مربع مناسبة) ، وبسقوف أعلى (3.5 متر). هذا هو الجزء الأصعب. يوجد في وسط سقف الغرفة جهاز إرسال TPCast. على جوانبها ، يتم تثبيت محطات HTC Vive الأساسية تحت السقف. المسافة بين - 5 أمتار ، بحيث تقع المحطات على خط واحد (عمودي على جدارين وبالتوازي مع الجدارين الآخرين) ، تمر عبر مركز الغرفة (في وسط المرسل). علاوة على ذلك ، يجب إمالة المحطات بزاوية 30 درجة لبعضها البعض (أي أنها أكثر توجيهًا إلى الأرضية).

يجب توصيل المحطات بسلك من أجل التزامن (لن تعمل بصريًا بشكل مستقر) ، ويجب ضبط قنوات المحطات على A و b. بعد التثبيت ، قم بمعايرة الغرفة باستخدام الأدوات القياسية. تجدر الإشارة إلى أنه في مرحلة إنشاء كوصي (شبكة زرقاء ، تشير إلى حدود غرفة حقيقية) ، يجدر اختيار الوضع المتقدم ، والذي سيسمح لك بتحديد زوايا الغرفة فقط ، ستكون الشبكة مربعة. من الأفضل وضع منطقة اللعبة في المركز. سيوفر هذا التكوين مساحة كبيرة من التتبع الدقيق بما فيه الكفاية مع الحد الأدنى من النقاط العمياء وسيسمح بالاستخدام الفعال للمحطات العادية. قبل الغوص ، أوصي بتثبيت إعدادات OpenVR Advanced ، وستكون واجهتها متاحة مباشرة في مساحة VR في القائمة القياسية. ستعمل هذه الإعدادات على تحسين الدقة ، والاختزال ، وتكوين المرافقة (منطقة التنشيط ، واللون ، والارتفاع ، والرؤية ، وما إلى ذلك). بالطبع ، لا يزال بإمكانك اللعب مع وضع محطات القاعدة ، أو تغيير الزاوية أو مسافة صغيرة بينها لغرفة معينة. النتيجة مثيرة للإعجاب ، وفقًا لـ Steam Home القياسي ، من الممكن التنقل دون استدعاء النقل الفوري. في معظم الألعاب ، تكون هذه المنطقة أكثر من كافية. في نوفمبر ، تهدد Vive بإضافة دعم للعمل مع عدد كبير من محطات القاعدة ، ولكن ليس من الواضح حتى الآن ما إذا كانت المعدات الحالية ستكون قادرة على قبول أكثر من محطتين ، أو فقط الخوذات ووحدات التحكم الجديدة ستكون قادرة على ذلك.

توقف عن كونك شبح

بشكل عام ، يمكن تعريف جميع ألعاب VR على أنها نوع فرعي واحد - "محاكي الأشباح" ، يمكنك التقاط الأشياء ورميها وما إلى ذلك. هناك استثناءات حيث يمكنك رؤية جسمك غير المتحرك ، وهو أمر متنافر للغاية. بطريقة أو بأخرى ، لرسم بطل افتراضي جسم متحرك بشكل موثوق ، تحتاج إلى شيء من منطقة التقاط الحركة. التقاط الحركة ليس أرخص متعة إذا قمت بالتخلص من kinekt قصير النظر وما شابه ، وهو غير فعال في مثل هذه المنطقة من التتبع. يأتي شيئان للإنقاذ - HTC Vive Tracker وعلم الحركة العكسي (IR). الأول مطلوب لتحديد موضع أي شيء في منطقة التتبع ، والثاني هو إعادة إنشاء موضع الجسم في الفضاء الافتراضي ، مع العلم بموضع 6 نقاط فقط (هذا هو الحد الأدنى لكامل الجسم).


متعقب Vive . جهاز تعقب يكلف حوالي 8 آلاف روبل

للحصول على مجموعة الحد الأدنى ، ستحتاج إلى 3 من أجهزة التتبع هذه. بشكل عام ، هذه هي وحدات التحكم القياسية نفسها ، تم قطعها فقط وفي حالة مختلفة قليلاً. يتم تعريف كل جهاز تعقب من هذا القبيل في SteamVR ، والفرق الوحيد هو أنهم بحاجة إلى أجهزة دونجل خاصة (مضمنة) لتوصيلها ، على الرغم من أنه يمكنك إرفاقها بخوذة بدلاً من وحدات التحكم. يوجد في الخلف منطقة اتصال لتوصيل الأزرار المخصصة (يمكنك أيضًا استخدام موصل USB على المتعقب). يمكن أن يكون زناد بندقية ، زر تفعيل السيف الضوئي ، أي شيء. تتم معالجة الضغط على هذه الأزرار بنفس الطريقة التي يتم بها ضغط الأزرار على وحدة التحكم ، من وجهة نظر تطوير البرامج ، لا يوجد فرق. بشكل عام ، يمكن استخدامها لتتبع عناصر اللعبة ، مثل الأسلحة أو الأدوات ، حتى الأثاث والأبواب ، لكننا مهتمون بالتقاط الحركة.



من الممكن تحديد موضع الرأس باستخدام خوذة ، باستخدام يد تحكم. يجب وضع متتبعين على الحذاء (من فوق القدمين) ، وسيشعر المتتبع المتبقي بحالة جيدة على الحزام من الخلف. سيسمح لك هذا الإعداد بالفعل بلعب بعض الألعاب التي تدعم هذا التكوين ، ولكن إذا تحدثنا عن تطوير برنامجك الخاص ، فستحتاج إلى حلول الأشعة تحت الحمراء لتحريك الشخصية. الفرق الأساسي بين الكينماتيكا العكسية والخط المستقيم هو أنه في حالة الخط المستقيم ، يتم حساب الموضع ، مع معرفة الزوايا ، وفي حالة العكسي ، يتم حساب الزوايا ، مع معرفة الموضع. وبالتالي ، يمكنك إنشاء نموذج بسيط للغاية بنفسك ، مع معرفة موضع نقطتين لحساب المتوسط ​​، بالنظر إلى كيفية انحناء جسم الإنسان عادة. ولكن هناك حلول جاهزة مثل Final IK و VRIK وأدوات الرسوم المتحركة الإجرائية الأخرى. هناك استديوهات تقدم حلولا من هذا النوع. أحد هذه البرامج هو IKinema ومنتجها المسمى Project Orion - برنامج يتيح لك التقاط الحركة استنادًا إلى البيانات المستلمة من SteamVR وبثها عبر بروتوكول VRPN إلى أي تطبيق آخر (هناك مكونات إضافية وأصول جاهزة لـ Unity و Unreal). من أجل حل الميزانية ، من الأفضل استخدام الوسائل السابقة ، التي تظهر نفسها بشكل جيد.




علاوة على ذلك ، بالفعل في المحرك ، يمكن تنظيف الرسوم المتحركة الناتجة قليلاً ، على الرغم من أن Orion يتواءم مع هذا ، قم بإزالة توقف الانزلاق ، وحساب التعويض عن خشونة الأرضية الافتراضية. يحتوي IKinema على حل إضافي لـ Unreal:


بشكل عام ، المكونات الإضافية أسهل للتعامل مع المهام المماثلة ، بل إنها أسهل.
هذه القفازات ، على سبيل المثال:


Manus vr

الخلاصة

اليوم ، أصبح التقاط الحركة أكثر سهولة ، كما هو الحال في الواقع الافتراضي ، وهو أمر ممتع بالتأكيد. هناك عدد من الألعاب قادمة ، حيث سيكون هناك دعم لتتبع الرسوم المتحركة والرسوم المتحركة للبطل وفقًا لحركات اللاعب. بالطبع ، كل هذا لا يزال غير مناسب ويمكن الوصول إليه كما نود ، ولكن الآن من الممكن تجميع مثل هذا النظام بتكلفة منخفضة نسبيًا. ليس من الضروري أن نقول أن اللاعب الجماهيري يمكنه تحمل تكلفة تجهيز مساحة لعبه بهذه الطريقة ، ولكن في شكل جاذبية ، سيكون هذا مستوى جديدًا تمامًا.

بعض الملاحظات:

للتخلي عن السلك ، كان هناك المزيد من الأسلاك بشكل عام.
بعد الحصول على جسم افتراضي ، يبدو أن درجة الواقعية في ازدياد ، ولكن لرؤية الظل المتحرك في الفضاء الافتراضي هو مهمة أخرى للدماغ ، تبدأ الدوخة ، لذا من الأفضل إيقاف تشغيله (هذا فردي)

يتيح تتبع الجسم والأشياء عددًا كبيرًا من الفرص لإنشاء ميكانيكا اللعبة وتأثير الانغماس بشكل عام.

نتيجة تجميع مثل هذا النظام على الفيديو في بداية المنشور. أيضا مثال على الرسوم المتحركة للشخصية في الوقت الحقيقي: