VR nirkabel dan penangkapan gerak pada perangkat keras HTC Vive

Kata Pengantar

Saya biasa menulis tentang proyek impulsif saya - setelan gerak yang didasarkan pada sensor inersia. Pertama-tama, saya ingin mengucapkan terima kasih kepada semua orang yang meninggalkan umpan balik mereka, dengan satu atau lain cara, membantu proyek. Saya harus mengatakan bahwa proyek tidak menerima banyak pengembangan, masalah penyimpangan tidak diselesaikan oleh sensor 9-sumbu, tetapi kompensasi menggunakan kompas digital banyak membantu, dan penggunaan pelacakan optik sederhana (misalnya, 2 penanda LED di kepala) memungkinkan Anda untuk mendapatkan nilai drift rata-rata. Tetapi hari ini bukan tentang itu. Saya ingin berbicara tentang cara yang relatif murah untuk menangkap gerakan untuk sistem realitas virtual yang berbasis pada HTC Vive tanpa pertanian kolektif dan besi solder, serta cara menyingkirkan kawat yang pasti menghubungkan kepala dan komputer, yang menciptakan banyak ketidaknyamanan. Saya juga akan memberi tahu Anda bagaimana kami berhasil mencapai area pelacakan ~ 80 meter persegi.

Mari kita mulai

Sistem akan bekerja pada peralatan HTC Vive, ini adalah helm full-time, 2 pengendali dan 2 stasiun pangkalan, saya sarankan untuk membeli HTC Vive 2 , ini menunjukkan dirinya dengan baik, mungkin karena BTS diperbarui. Sekarang, harga telah dikurangi menjadi 50 ribu rubel.

Selain set standar, saya merekomendasikan add-on VIVE Deluxe Audio , ini bukan hanya headphone (yang sudah nyaman), ini adalah solusi yang sangat nyaman untuk penggunaan helm yang lebih nyaman, terutama penambahan ini relevan ketika menggunakan helm oleh beberapa pemain atau pengunjung ke objek wisata. Selain itu, pemasangan ini memungkinkan Anda untuk memasang sistem nirkabel dengan aman, dan itu terlihat keren:

VIVE Deluxe Audio . Harga masalah adalah 10 ribu rubel.

Turun dengan kawat

Pertama-tama, Anda perlu memecahkan "tali" ini dan merasakan kebebasan nyata di ruang VR tanpa laptop berat dan panas di belakang. Untuk melakukan ini, Anda memerlukan add-on TPCast - perangkat yang memungkinkan Anda untuk menempatkan Vive dalam mode nirkabel.

TPCast Opsi

Seluruh sistem terdiri dari beberapa modul, lebih lanjut tentang masing-masing:


Pasang dengan sempurna di VIVE Deluxe Audio. Terhubung ke helm dengan kabel pendek USB dan HDMI, 2 kabel lainnya (USB dan daya) terhubung ke adaptor ke baterai.


Selanjutnya, Anda perlu mengesampingkan tautan standar Vive, dan menghubungkan modul berikut (pemancar) langsung ke komputer melalui HDMI:

Anda dapat menggunakan kabel standar, atau HDMI 10 meter. Catu daya dari kotak tautan standar harus terhubung ke pemancar TPCast. Saya harus mengatakan bahwa Anda dapat menggunakan kombinasi dengan linkbox, hanya dengan menghubungkan pemancar alih-alih helm (tanpa menghubungkan salah satu dari tiga kabel - USB). Pemancar harus ditempatkan pada titik di ruangan di mana helm akan selalu terlihat pemancar beroperasi pada frekuensi tinggi, maka halangan apa pun akan menjadi penghalang untuk mengirimkan sinyal, kepala yang sama jika seseorang memalingkan muka. Dengan kata lain, berikan visibilitas langsung. Pilihan terbaik adalah menempatkan pemancar tepat di tengah ruangan di langit-langit, mengirimnya tegak lurus ke lantai.

Ini tidak semua, kit ini juga memiliki router yang harus terhubung ke koneksi Internet PC. Sederhananya, kabel ethernet berada di port WAN router, dan PC terhubung ke router melalui LAN. Jika koneksi ini tidak dapat diterima, gunakan kartu jaringan tambahan. Sekarang hampir semuanya sudah siap, tinggal mengunduh perangkat lunak dan driver dari situs resmi TPCast:


Setelah instalasi, aplikasi akan meminta Anda memasukkan data untuk terhubung ke titik akses, nama pengguna dan kata sandi ditunjukkan pada stiker pada adaptor untuk baterai. Yang tersisa hanyalah mengklik Mulai dan mulai SteamVR setelah koneksi berhasil. Jika ada yang salah, maka di menu kanan atas ada item Switch channel. Secara umum, kehilangan koneksi mudah dipulihkan dengan sentuhan tombol, Anda juga dapat mengganti baterai dengan cepat.



Majelis TPCast . Masalah harga adalah 35-40 ribu rubel, tetapi di sini adalah karakteristik:

• Resolusi 2K (normal untuk HTC Vive)
• 90 FPS
• Tunda kurang dari 2ms

Tentu saja, untuk penggunaan di rumah ini tidak praktis, Anda dapat mentolerir kawat, tetapi untuk solusi komersial - pilihan yang sangat baik, terutama jika Anda memperluas bidang pelacakan.

Sekarang Anda dapat mencoba berjalan di Steam Home dan tidak ingat tentang kawat, kekusutan, node dan banyak lagi, kecuali bahwa baterai sudah diisi, tetapi lebih baik untuk membeli yang tambahan. Mereka cukup untuk 4-5 jam penggunaan aktif.

Kami melampaui batas apa yang diizinkan

Tanpa kawat, Anda akan cepat merasa sempit, Anda ingin berjalan-jalan sedikit, tetapi dalam standar 16 meter persegi ini tidak akan berhasil. Hal pertama yang Anda butuhkan adalah ruangan (100 meter persegi cocok), dan dengan langit-langit lebih tinggi (3,5 meter). Ini bagian tersulit. Di tengah langit-langit ruangan adalah pemancar TPCast. Untuk sisi itu, BTS HTC Vive dipasang di bawah langit-langit. jarak antara - 5 meter, sehingga stasiun berada pada satu garis (tegak lurus dengan dua dinding dan sejajar dengan dua lainnya), melewati tengah ruangan (di tengah pemancar). Selanjutnya, stasiun harus dimiringkan pada sudut 30 derajat satu sama lain (mis., Mereka lebih diarahkan ke lantai).

Stasiun harus terhubung dengan kabel untuk sinkronisasi (optik tidak akan bekerja secara stabil), saluran stasiun harus diatur ke A dan b. Setelah instalasi, kalibrasi ruangan menggunakan alat standar. Perlu dicatat bahwa pada tahap membangun pendamping (kotak biru, menunjukkan batas-batas ruang nyata), ada baiknya memilih mode lanjutan, yang akan memungkinkan Anda untuk menentukan hanya sudut-sudut ruangan, kotak akan menjadi persegi bahkan. Area permainan paling baik ditempatkan di tengah. Konfigurasi ini akan menyediakan area yang luas dari pelacakan yang cukup akurat dengan jumlah minimum blind spot dan akan memungkinkan penggunaan stasiun reguler secara efisien. Sebelum menyelam, saya sarankan untuk menginstal pengaturan OpenVR Advanced , antarmuka mereka akan tersedia langsung di ruang VR di menu standar. Pengaturan ini akan meningkatkan resolusi, supersampling, dan mengkonfigurasi chaperon (area aktivasi, warna, tinggi, visibilitas, dll.) Tentu saja, Anda masih dapat bermain-main dengan penempatan stasiun pangkalan, mengubah sudut atau sedikit jarak di antara mereka untuk ruangan tertentu. Hasilnya mengesankan, menurut Steam Home standar, adalah mungkin untuk menavigasi tanpa mengingat teleportasi. Di sebagian besar gim, area ini lebih dari cukup. Pada bulan November, Vive mengancam untuk menambah dukungan untuk bekerja dengan sejumlah besar BTS, tetapi belum jelas apakah peralatan saat ini akan dapat menerima lebih dari dua, atau hanya helm dan pengontrol baru yang akan mampu melakukan ini.

Berhentilah menjadi hantu

Secara umum, semua game VR dapat didefinisikan sebagai satu subgenre tunggal - "simulator hantu", Anda dapat mengambil objek, melemparkannya, dan sebagainya. Ada beberapa pengecualian di mana Anda dapat melihat tubuh Anda yang tidak bergerak, yang sangat disonan. Dengan satu atau lain cara, untuk menggambar protagonis virtual yang bergerak dengan andal, Anda membutuhkan sesuatu dari area penangkapan gerak. Menangkap gerakan bukan kesenangan termurah jika Anda membuang kinektik picik dan sejenisnya, yang tidak efektif dalam bidang pelacakan. Dua hal datang untuk menyelamatkan - HTC Vive Tracker dan kinematika terbalik (IR). Yang pertama diperlukan untuk menentukan posisi apa pun di area pelacakan, yang kedua adalah untuk menciptakan kembali posisi tubuh di ruang virtual, mengetahui posisi hanya 6 poin (ini adalah minimum untuk tubuh penuh).


Vive Tracker . Biaya pelacak sekitar 8 ribu rubel

Untuk set minimum, Anda akan membutuhkan 3 pelacak ini. Secara umum, ini adalah pengendali standar yang sama, hanya dipangkas dan dalam kasus yang sedikit berbeda. Setiap pelacak seperti itu didefinisikan dalam SteamVR, satu-satunya perbedaan adalah bahwa mereka membutuhkan dongle khusus (termasuk) untuk menghubungkannya, meskipun Anda dapat melampirkannya ke helm daripada pengontrol. Di belakang ada area kontak untuk menghubungkan tombol kustom (Anda juga dapat menggunakan konektor USB pada pelacak). Ini bisa menjadi pemicu pistol, tombol aktivasi lightsaber, apa saja. Menekan tombol tersebut diproses dengan cara yang sama seperti penekanan tombol pada pengontrol, dari sudut pandang pengembangan perangkat lunak tidak ada perbedaan. Secara umum, mereka dapat digunakan untuk melacak objek game, seperti senjata atau alat, bahkan furnitur dan pintu, tetapi kami tertarik pada penangkapan gerak.



Dimungkinkan untuk menentukan posisi kepala menggunakan helm, pengendali yang menggunakan tangan. 2 pelacak harus diletakkan di atas sepatu (dari atas kaki), yang tersisa akan terasa nyaman di sabuk di belakang. Pengaturan seperti itu sudah memungkinkan Anda untuk memainkan beberapa game yang mendukung konfigurasi ini, tetapi jika kami berbicara tentang mengembangkan perangkat lunak Anda sendiri, maka Anda akan memerlukan solusi IR untuk menghidupkan karakter. Perbedaan mendasar antara kinematika terbalik dan garis lurus adalah bahwa dalam kasus garis lurus, posisi dihitung, mengetahui sudut, dan dalam kasus terbalik, sudut dihitung, mengetahui posisi. Dengan demikian, Anda dapat membuat model yang sangat sederhana sendiri, mengetahui posisi dua titik untuk menghitung perantara, mengingat bagaimana tubuh manusia biasanya tertekuk. Tetapi ada solusi siap pakai seperti Final IK , VRIK, dan alat animasi prosedural lainnya. Ada studio yang memberikan solusi jenis ini. Salah satunya adalah IKinema dan produknya yang disebut Project Orion - perangkat lunak yang memungkinkan Anda menangkap gerakan berdasarkan data yang diterima dari SteamVR dan menyiarkannya melalui protokol VRPN ke aplikasi lain (ada plugin dan aset siap pakai untuk Unity dan Unreal). Untuk solusi anggaran, lebih baik menggunakan cara sebelumnya, yang menunjukkan diri dengan cukup baik.




Selanjutnya, sudah di mesin, animasi yang dihasilkan dapat dibersihkan sedikit, meskipun Orion berupaya dengan ini, menghapus slipping stops, menghitung kompensasi untuk kekasaran lantai virtual. IKinema memiliki solusi plugin untuk Unreal:


Pada umumnya, plug-in lebih mudah untuk mengatasi tugas serupa, bahkan lebih mudah.
Sarung tangan ini, misalnya:


Manus vr

Kesimpulan

Saat ini, penangkapan gerak menjadi lebih mudah diakses, seperti halnya realitas virtual, yang tentunya menyenangkan. Sejumlah game akan datang, di mana akan ada dukungan untuk pelacak dan animasi protagonis sesuai dengan pergerakan pemain. Tentu saja, semua ini masih tidak nyaman dan dapat diakses seperti yang kita inginkan, tetapi sekarang dimungkinkan untuk merakit sistem seperti itu dengan biaya yang relatif rendah. Tidak perlu mengatakan bahwa pemain massal mampu untuk melengkapi ruang bermainnya dengan cara ini, tetapi dalam bentuk daya tarik, ini akan menjadi level yang sama sekali baru.

Beberapa pengamatan:

Untuk meninggalkan kawat, ada lebih banyak kabel secara umum.
Setelah memperoleh tubuh virtual, tampaknya tingkat realisme meningkat, tetapi untuk melihat bayangan bergerak Anda di ruang virtual adalah tugas lain untuk otak, pusing dimulai, jadi lebih baik untuk mematikannya (ini adalah individu)

Melacak tubuh dan benda membuka banyak peluang untuk menciptakan mekanisme permainan dan efek pencelupan secara umum.

Hasil perakitan sistem seperti itu pada video di awal posting. Juga contoh animasi karakter secara real time: