Tìm hiểu về công nghệ VR theo dõi chuyển động

2019-04-27 10:43:52

Bạn hãy tưởng tượng mình bước vào một môi trường ảo mà không có công nghệ theo dõi chuyển động VR thì sẽ ra sao? Câu trả lời đó chính là việc bạn sẽ cảm thấy bị hạn chế trong việc quan sát, di chuyển hay khám phá. Tuy nhiên, bạn có thể khắc phục bằng việc sử dụng gamepad để điều khiển chuyển động trong game và cũng đồng nghĩa với việc trải nghiệm trong này cũng không được hoàn hảo nữa. Và để tìm hiểu rõ hơn về công nghệ VR theo dõi chuyển động thì hãy cùng chúng tôi tìm hiểu trong bài viết dưới đây:

 

1. Công nghệ theo dõi chuyển động là gì?

Trước tiên để biết được VR theo dõi chuyển động sẽ theo dõi điều gì thì bạn cần hiểu thực sự hiểu làm thế nào một đối tượng có thể di chuyển trong không gian ba chiều. Điều này được giải thích tốt nhất bởi khái niệm được gọi là sáu bậc tự do (6DoF). trong đó có đề cập đến sự tự do di chuyển của một cơ thể cứng nhắc trong không gian 3D.

VR theo dõi chuyển động

VR theo dõi chuyển động 

Công nghệ hỗ trợ theo dõi chuyển động được phân loại thành hai loại là theo dõi quang học và phi quang học. Theo dõi quang học là một công nghệ địa phương hóa 3D dựa trên việc giám sát một không gian đô được xác định bằng cách sử dụng hai hoặc nhiều camera. Mỗi chiếc máy ảnh được trang bị bộ lọc thông qua hồng ngoại ở phía trước ống kính và một vòng đen LED hồng ngoại quanh ống kính để chiếu sáng định kỳ không gian đo bằng ánh sáng hồng ngoại. Ánh sáng này không thể nhìn thấy bằng mắt người và cường độ của nó hoàn toàn an toàn cho con người khi làm việc. Trong khi đó, theo dõi phi quang học sử dụng một cảm biến có thể được cài đặt trong phần cứng hoặc gắn vào thân máy, tuy nhiên các tùy chọn nâng cao hơn cũng có thể sử dụng sóng âm hoặc từ trường.

Thực tế hiện nay, hầu hết các hệ thống theo dõi hiện tại thực sự kết hợp các phương pháp quang học và phi quang học để tăng độ chính xác và khi các cảm biến này liên tục cải tiến, nó sẽ mang đến sự phát triển của các hệ thống nhỏ hơn và chính xác hơn.

Video theo dõi quang học (Nguồn:   Virtalis)

2. Theo dõi chuyển động quang học cho thực tế ảo

Hiện nay, các phương pháp quang học được sử dụng để theo dõi chuyển động thường sử dụng máy ảnh để theo dõi chuyển động của một cá nhân. Người đang bị theo dõi được yêu cầu đeo các dấu hiệu quang học, được đặt trên một số bộ phận của cơ thể. Ngoài ra, những thứ này có thể được đặt trên bộ điều khiển cầm tay hoặc HMD (Head Mounted Display).

Nếu như bạn đã từng xem cảnh hậu trường của một số bộ phim thì sẽ không còn xa lạ với khái niệm VR theo dõi chuyển động. Một số bộ phim sử dụng công nghệ này như he Lord of the Rings: The Two Towers hay The Rise of the Planet of the Apes , nơi diễn viên Andy Serkis - một cái gì đó của một người tiên phong trong ngành - sẽ mặc một bộ đồ được phủ các dấu hiệu phản chiếu cao để các máy ảnh có thể theo dõi và ghi lại chuyển động của anh ta trong thời gian thực.Một số hệ thống thương mại được sử dụng để ghi lại chuyển động thực tế sẽ chỉ sử dụng một vài điểm đánh dấu được đặt ở vị trí chiến lược, nếu chúng sử dụng ở bất kỳ điểm nào.

2.1  Làm thế nào để công nghệ theo dõi chuyển động quang học cho thực tế ảo hoạt động?

Khi mọi thứ được thiết lập để theo dõi chuyển động, các camera có thể tính toán độ sâu và đăng ký điểm đánh dấu, ánh xạ nó vào môi trường 3D. Những dấu hiệu phản chiếu này còn được gọi là dấu hiệu thụ động của người Hồi Giáo do xu hướng phản xạ ánh sáng của chúng. Nhưng mong đợi, điều này có nghĩa là sẽ có một hình thức theo dõi tương ứng sử dụng các dấu hiệu hoạt động của Cameron. Đây chính là các đèn LED được điều khiển bởi máy tính, cho phép người dùng có độ chính xác cao hơn nhiều khi theo dõi chuyển động.

Trên thực tế các đèn LED này cần được cung cấp năng lượng có nghĩa là các dấu hiệu hoạt động không được sử dụng rộng rãi có các thiết bị thực tế ảo tiêu dùng. Hầu hết các HMD trên thị trường sử dụng các dấu hiệu để theo dõi chuyển động đều có các dấu hiệu thụ động.

Ngoài ra, ở một số trường hợp ngoại lệ như bộ điều khiển chuyển động Sony PlayStation Move. Nó sử dụng một ánh sáng lớn được theo sau bởi giao diện điều khiển thông qua camera. Mặc dù nó không hoàn toàn tiên tiến như những dấu hiệu hoạt động được sử dụng bởi các hãng phim Gollum và Caesar, bộ điều khiển của PlayStation được hỗ trợ thêm bởi các cảm biến phi quang học để cải thiện độ chính xác của nó.

Hình ảnh minh họa VR theo dõi chuyển động

Hình ảnh minh họa VR theo dõi chuyển động

2.2 Bước tiếp theo để theo dõi quang học.

Bước tiếp theo cho các hệ thống VR thương mại sẽ là theo dõi toàn bộ cơ thể. Tuy nhiên, các hệ thống cạnh tranh với những người chuyên nghiệp thì khoảng cách còn khá là xa. Hầu hết các phần cứng VR được thiết kế để tận hưởng khi ngồi an toàn, hoặc gắn vào máy chạy bộ omni. Đi lang thang xung quanh mà không được giám sát trong khi đeo VR HMD.

SteamVR đã phát triển một thứ có thể thay đổi kịch bản đó, nó được gọi là hệ thống theo dõi Ngọn hải đăng và nó là một thiết bị theo dõi dựa trên laser có thể xác định các điểm đánh dấu thụ động được gắn vào bộ điều khiển SteamVR và HMDS. Sau đó, nó ánh xạ các đồ vật trong phòng và đưa ra một số biện pháp an toàn thiết yếu để ngăn bạn khỏi làm tổn thương chính mình khi bạn di chuyển xung quanh môi trường ảo.

Hình ảnh minh họa về VR theo dõi chuyển động

Hình ảnh minh họa về VR theo dõi chuyển động

2.3 Một số ví dụ về VR công nghệ theo dõi chuyển động quang học

Thiết bị ghi lại chuyển động tiêu dùng phổ biến nhất và có lẽ cũng thành công nhất tính đến thời điểm hiện tại chính là Kinect của Microsoft. Giao diện với máy tính Xbox và Windows, Kinect có thể thực hiện được công nghệ theo dõi chuyển động cực kỳ phức tạp mà không cần sử dụng các dấu hiệu chủ động hoặc thụ động.

Chỉ cần chiếc máy ảnh của Kinect có thể nhìn thấy người đứng trước mặt nó, phiên bản mới nhất có thể theo dõi tới sáu cá nhân cùng một lúc. Tuy nhiên, mặc dù đã sử dụng một số phần mềm sáng tạo và cảm biến độ sâu đẩy xa và camera hồng ngoại nhưng phiên bản này vẫn chưa thể phản ánh bản chất chính xác của các nền tảng chuyển động dựa trên điểm đánh dấu.

Một số ví dụ về hệ thống theo dõi chuyển động không dựa vào điểm đánh dấu là Leap Motion. Nếu được gắn vào một thiết bị HMD, thiết bị này có thể theo dõi chuyển động tay của người dùng, cho phép tùy chọn tự nhiên để có thể tương tác với môi trường ảo.

Ví dụ về hệ thống theo dõi chuyển động

Ví dụ về hệ thống theo dõi chuyển động

3. Theo dõi chuyển động phi quang học cho thực tế ảo.

Những thiết bị VR hiện nay đều có khả năng chứa các cảm biến điện cơ nhỏ; đây thường laf con quay hồi chuyển, từ kế, gia tốc kế và chúng thuộc danh mục theo dõi phi quang học. Kích thước hiển vi, các cảm biến này được sử dụng để đo lường và theo dõi các chuyển động cụ thể. Ví dụ gia tốc kế đo chuyển động dọc theo trục XYZ ba chiều, trong khi con quay hồi chuyển đo xoay quanh 360 độ và từ kế có thể đo hướng của từ trường.

Những cảm biến này hiện có mức giá đầu tư cực kỳ rẻ, kích thước nhỏ và chính xác. Đây là nhờ một phần lớn những bước tiến công nghệ được thực hiện trong ngành công nghiệp phần cứng tự động, hàng không và máy tính. Chúng hiện đang là sản phẩm chủ lực trong tất cả các thiết bị di động thông minh, máy tính bảng hiện đại và tai nghe VR.

3.1 Làm thế nào để nó hoạt động?

Khi kết hợp ba cảm biến nhỏ này cũng dữ liệu theo dõi chuyển động thì sẽ cho kết quả cực kỳ chính xác với độ trễ rất thấp. Khi được bổ sung bằng các phương pháp theo dõi quang học, bao gồm các dấu hiệu chủ động, thụ động hay camera hồng ngoại các thiết bị theo dõi không gian này cung cấp một giải pháp theo dõi chuyển động chính xác  và khép kín.

Nhưng khi nói đến một hệ thống khép kín, những cảm biến này không thể tự giữ được. Lúc này bạn chỉ cần nhìn vào số lượng lớn các ứng dụng và tai nghe điện thoại thông minh thực tế ảo hiện có hiện nay là minh chứng cho khẳng định trên.

Hình ảnh minh họa về vr theo dõi chuyển động

Hình ảnh minh họa về vr theo dõi chuyển động 

3.2 Các ví dụ theo dõi chuyển động phi quang học cho thực tế ảo

Các phương pháp phi quang học đang dần xâm lấn vào các lĩnh vực khoa học viễn tưởng/ Ví dụ, theo dõi điện cơ trực tiếp của chuyển động cơ thể.  Trong môi trường thực tế ảo VR, điều này có thể đạt được thông qua găng tay thực tế ảo Haptic, sẽ có ý nghĩa khi bạn uốn ngón tay, do đó chuyển đổi chuyện động đó thành tín hiệu để theo dõi.

máy chạy bộ Virtuix Omni là một ví dụ khác của máy theo dõi chuyển động cơ học. Nó không chỉ cho phép người dùng chạy theo bất kỳ và tất cả các hướng trong môi trường ảo, mà còn theo dõi và đo lường chuyển động, mặc dù hơi thô sơ so với các phương pháp khác đã được đề cập.

Hình ảnh minh họa về VR theo dõi chuyển động phi quang học

Hình ảnh minh họa về VR theo dõi chuyển động phi quang học 

4. Tương lai của VR theo dõi chuyển động

Có thể thấy rằng một số công nghệ hiện có và tiềm năng sẽ có tác động sâu rộng đến ngành công nghiệp thực tế ảo. Với cả hai phương pháp theo dõi chuyển động quang học và phi quang học sẽ được sử dụng trong các nền tảng VR theo dõi chuyển động trong một thời gian dài. Tuy nhiên, mục tiêu cuối cùng của công nghệ thực tế ảo VR chắc chắn là vận chuyển và đưa người dùng vào một môi trường hoàn toàn ảo, một nơi mà họ không cần phải di chuyển tay chân  và đầu để khám phá.

Hình ảnh minh họa về VR theo dõi chuyển động

Hình ảnh minh họa về VR theo dõi chuyển động 

Với những tiến bộ trong theo dõi chuyển động quang học và hệ thống theo dõi phi quang học có trong điện thoại thông minh hiện đại sẽ là cơ hội trong cho các doanh nghiệp tạo ra làn sóng thu hút người tiêu dùng thông qua việc phát triển ứng dụng thực tế ảo tiên tiến.

Facebook: https://www.facebook.com/360tourzy/
Youtube: https://www.youtube.com/c/360VRTourzymedia

Ngoài ra, với mục tiêu thay đổi trải nghiệm khách hàng, tăng doanh thu và uy tín cho đối tác, Tourzy Media đã và đang hỗ trợ tổ chức sự kiện thực tế ảo cho nhiều doanh nghiệp. Thông tin chi tiết xem tại: https://bitly.vn/5f7h

Ảnh: Hoalt
Bài viết: Hoalt

Thêm bình luận

    Hiện chưa có bình luận nào cho bài viết này!

Từ khóa liên quan