VR硬件投资之输入设备

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来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-10-31 10:12:09】【打印】【关闭】

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输入设备是一种能把真实世界的环境数据映射到虚拟世界的设备，简单来说，就是输入人们指令到VR系统的设备。

研究报告VR虚拟现实实际上是模拟产生一个三维空间的虚拟世界，为使用者提供关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，因此VR设备讲究沉浸感。而这种沉浸感不仅仅来自于我们脑袋上戴的头盔亦或是眼镜，拥有一个良好的操控体验也是对虚拟显示技术来说也是至关重要的，也就是VR设备中的输入设备。所以，随着VR头显的发展，VR输入设备也迎来春天。它不仅种类繁多形态新奇，也涵盖奇思妙想的idea和黑科技。

（1）手柄、方向盘、操纵杆等传统动作控制系统

目前市面上很多VR头盔、眼镜都是配有手柄来进行操作。比如知名的OculusRift消费者版默认的Xbox无线手柄以及PlayStationVR搭配的PS4等。这类手柄属于较为传统的一类，我们平时也有很多接触，使用上自然是很顺手的。在不考虑其它因素的情况下，手柄或许也是最容易被接受的设备之一。然而，VR虚拟现实强调的是沉浸感，而这类较为传统的手柄似乎在这方面带来的效果欠佳。

出于技术成熟度、消费者通用习惯、成本等角度的考虑，三大头显（Rift、Vive、PSVR）均配备有VR手柄进行动作控制和人机交互。

VR手柄、方向盘、操纵杆等传统动作控制系统

（2）跑步机、手套、全身衣等新一代动作控制系统

除了传统的手柄，还有一些新兴形态的输入设备，比如Omni跑步机、手套TheManus或者紧身衣TeslaSuit等。

当完全沉浸在虚拟现实世界中需要走动的时候，可以通过像VirtuixOmni（跑步机）这样的设备来满足逼真的体验；源于荷兰初创公司的Manus无线VR手套，通过传感器把手套的动作映射到VR中。不过，Manus能够做到的是追踪手部的动作，而关于整只手臂、整个人在空间中的移动和方向变化，还是要和现有的VR设备及控制器配套使用；

跑步机、手套、全身衣等新一代动作控制系统

（3）基于计算机视觉的动作捕捉

三款产品估计是最有代表性的，分别是LeapMotion、微软的Kinect以及英特尔的RealSense技术。

LeapMotion通过红外LED+灰阶摄像头采集数据。利用双目IR摄像头形成深度视野，然后通过算法捕捉手势。

RealSense采用了“主动立体成像原理”，模仿了人眼的“视差原理”，通过打出一束红外光，以左红外传感器和右红外传感器追踪这束光的位臵，然后用三角定位原理来计算出3D图像中的“深度”信息。通过配有深度传感器和全1080p彩色镜头，能够精确识别手势动作、面部特征、前景和背景，进而让设备理解人的动作和情感。

Kinect则需要分为两个版本。虽然第一代和第二代都具备普通RGB摄像头和深度IR摄像头，但原理不同，前者利用结构光（StructuredLight）原理，后者利用采用飞行时间法（TimeOfFlight）。调查报告具体的区别可以简单理解为结构光首先在空间中打出网格，然后根据物体反射的红外来描述物体的空间信息，而飞行时间法是通过传感器发出的近红外光反射时间来计算被拍摄景物的距离，绘制出物体的三维轮廓。

LeapMotion通过红外LED+灰阶摄像头采集数据

诺亦腾动作捕捉系统PerceptionNeuron

（4）基于惯性传感器的全身动作捕捉系统

这类厂商有很多比如成立于2001年的美国厂商InertialLabs的产品3DSuit系统、成立于2000年的美国厂商Xsens的Moven系统，而国内表现出色也是业内认可的是诺亦腾。

诺亦腾，其自主研发的动作捕捉系统PerceptionNeuron曾助《权力的游戏》斩获最佳视觉效果的奖项，同时它也研发了全球首款全无线人体动作捕捉系统PerceptionLegacy，用于影视、动画和游戏等。在VR输入设备尚不成熟之际，诺亦腾想以惯性动捕技术，融合光学动捕方案，来打造符合人类直觉的自然交互方式。

（5）基于马克点的光学动作捕捉系统

这类厂商具有代表性的有英国OxfordMetricsLimited集团旗下的Vicon系统、成立于1997年的NaturalPoint公司的Optitrack，以及美国的MotionAnalysis。

因为光学+设备安装布臵+全身动作捕捉的原因，这类捕捉系统需要占据一定的空间，而且价格也比较昂贵。虽然精确度较高，但用于消费级VR市场的可能性不大。然而，VR主题公园等商用市场则十分适合。从原理上来说，这类基于马克点的光学动作捕捉系统都会使用摄像头和主动或被动马克点进行动作捕捉。

MotionAnalysis基于马克点的光学动作捕捉系统