Méthodes de suivi des poses : suivi de l'extérieur vers l'intérieur ou de l'intérieur vers l'extérieur en réalité virtuelle

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Pose Tracking Methods: Outside-in VS Inside-out Tracking in VR

Dans le contexte de la réalité virtuelle (RV), le suivi des poses fait référence au processus de capture précise du mouvement et de la position de la tête, des mains et du corps de l'utilisateur pour créer une expérience réaliste et immersive. Il existe deux principales méthodes de suivi utilisées en RV : le suivi de l'extérieur vers l'intérieur et le suivi de l'intérieur vers l'extérieur .

Nous expliquerons les aspects suivants :

  • Quelle est la différence entre le suivi de l'extérieur vers l'intérieur et de l'intérieur vers l'extérieur
  • Comment fonctionne le suivi VR
  • Comment choisir les méthodes de suivi de l'intérieur vers l'extérieur et de l'extérieur vers l'intérieur
  • Exemples de référence

Quelle est la différence entre le suivi de l'extérieur vers l'intérieur et le suivi de l'intérieur vers l'extérieur ?

La principale différence entre le suivi de l'extérieur vers l'intérieur et de l'intérieur vers l'extérieur réside dans la méthode utilisée pour capturer et interpréter les mouvements de l'utilisateur en réalité virtuelle (VR).

En bref, à partir de leur titre et de l'image ci-dessus, il est facile de comprendre leur signification. Le suivi de l'extérieur vers l'intérieur correspond aux capteurs externes (comme les stations de base) placés autour du casque VR pour suivre les mouvements des utilisateurs. Le suivi de l'intérieur vers l'extérieur correspond aux capteurs intégrés (comme les caméras) placés sur le casque ou les contrôleurs pour suivre les mouvements des utilisateurs.

Et voici les principales distinctions :

    Suivi de l'extérieur vers l'intérieur

    Suivi de l'intérieur vers l'extérieur

    Capteurs externes

    Points de référence du capteur

    Points de référence du capteur

    Analyse de l'environnement

    Exactitude et précision

    Potentiel d'occlusion réduite

    Potentiel d'occlusion réduite

    Limitations potentielles du suivi

    Zones de suivi plus grandes

    Solution économique

    Suivi de l'extérieur vers l'intérieur

    En termes de suivi de l'extérieur vers l'intérieur, il est évident que le suivi de l'extérieur vers l'intérieur repose sur des capteurs ou des caméras externes placés dans l'environnement. Ces capteurs suivent le mouvement et la position de marqueurs ou de capteurs attachés à l'utilisateur ou à ses appareils de réalité virtuelle.

    Deuxièmement, les capteurs externes fournissent un point de référence pour calculer avec précision la position et le mouvement de l'utilisateur. En triangulant les données de plusieurs capteurs, le système peut déterminer la position et l'orientation de l'utilisateur dans l'espace 3D.

    Troisièmement, les systèmes de suivi de l’extérieur vers l’intérieur offrent souvent une grande précision et exactitude grâce à l’utilisation de capteurs dédiés et d’algorithmes de suivi spécialisés.

    Quatrièmement, comme les capteurs sont externes à l’utilisateur, ils sont moins sensibles aux problèmes d’occlusion lorsque le corps ou les objets de l’utilisateur bloquent la ligne de visée entre les capteurs et les dispositifs suivis.

    Enfin, avec plusieurs capteurs placés autour de l'environnement, le suivi de l'extérieur vers l'intérieur peut couvrir des espaces physiques plus grands, permettant une réalité virtuelle à l'échelle de la pièce .

    Suivi de l'intérieur vers l'extérieur

    Pour le suivi de l'intérieur vers l'extérieur, on sait que le suivi de l'intérieur vers l'extérieur utilise des capteurs intégrés au casque ou aux contrôleurs de réalité virtuelle. Ces capteurs, tels que des caméras ou des capteurs infrarouges, capturent l'environnement autour de l'utilisateur.

    Deuxièmement, les algorithmes de suivi de l'intérieur vers l'extérieur analysent les données capturées pour déterminer la position et le mouvement de l'utilisateur par rapport à son environnement. Des techniques de vision par ordinateur , de localisation et de cartographie simultanées (SLAM) ou d'autres méthodes sont utilisées pour interpréter les données du capteur.

    Troisièmement, les systèmes de suivi de l'intérieur vers l'extérieur sont généralement plus portables et plus faciles à installer car ils éliminent le besoin de capteurs externes. Les utilisateurs peuvent commencer à utiliser les systèmes de suivi de l'intérieur vers l'extérieur en mettant simplement le casque de réalité virtuelle.

    Quatrièmement, le suivi de l'intérieur vers l'extérieur peut avoir des limites dans le suivi des mouvements de l'utilisateur en dehors du champ de vision des capteurs intégrés. L'occlusion des mains ou des contrôleurs peut également perturber temporairement la précision du suivi.

    Enfin, le suivi de l’intérieur vers l’extérieur a tendance à être plus rentable que le suivi de l’extérieur vers l’intérieur car il ne nécessite pas d’infrastructure de capteur supplémentaire.

    Il est important de noter que les capacités et les limites spécifiques du suivi de l'extérieur vers l'intérieur et de l'intérieur vers l'extérieur peuvent varier selon les systèmes et les générations de réalité virtuelle. Les progrès technologiques ont conduit à des améliorations continues des deux méthodes de suivi, offrant aux utilisateurs des expériences de réalité virtuelle plus immersives et plus précises.

    Comment fonctionne le suivi VR ?

    Suivi de l'extérieur vers l'intérieur

    • Configuration des capteurs : dans le cadre du suivi extérieur-intérieur, le système VR utilise des capteurs externes, tels que des caméras ou des capteurs infrarouges, positionnés de manière stratégique dans l'environnement. Ces capteurs servent de points de référence et capturent les mouvements et les positions des marqueurs ou des capteurs fixés à l'utilisateur ou à ses appareils VR. Par exemple, vous pouvez consulter la configuration du Pimax 8KX pour savoir comment obtenir la bonne position des stations de base et tout le problème de configuration d'un casque VR à suivi extérieur.
    • Détection de marqueurs : les capteurs externes détectent et suivent les marqueurs ou les capteurs fixés au corps de l'utilisateur ou aux appareils de réalité virtuelle. Ces marqueurs peuvent être des marqueurs réfléchissants, des marqueurs LED ou d'autres éléments identifiables que les capteurs peuvent reconnaître.
    • Traitement des données : Les données de suivi capturées par les capteurs externes sont envoyées à un ordinateur ou à un matériel de suivi dédié pour traitement. Des algorithmes sophistiqués et des techniques de triangulation sont appliqués pour analyser les données et déterminer la position et l'orientation précises des marqueurs suivis dans l'espace 3D.
    • Estimation de la pose : en fonction des positions des marqueurs suivis et de la géométrie connue de la configuration VR, le système peut calculer la position et le mouvement de l'utilisateur par rapport aux points de référence fournis par les capteurs externes. Ces informations sont utilisées pour mettre à jour la position et l'orientation de la caméra virtuelle, ce qui permet un rendu réaliste de l'environnement virtuel.
    • Feedback et interaction : les mouvements de l'utilisateur suivis avec précision permettent des interactions réalistes dans l'environnement de réalité virtuelle. Le système peut détecter les gestes, les mouvements des mains ou les positions du contrôleur, ce qui permet à l'utilisateur d'interagir avec des objets virtuels ou de manipuler l'espace virtuel.

    Suivi de l'intérieur vers l'extérieur

    • Capteurs intégrés : le suivi de l'intérieur vers l'extérieur s'appuie sur des capteurs intégrés au casque ou aux contrôleurs de réalité virtuelle. Ces capteurs peuvent inclure des caméras, des capteurs infrarouges ou d'autres technologies de suivi spécialisées. Ils capturent l'environnement et les mouvements de l'utilisateur directement à partir des appareils de réalité virtuelle.
    • Analyse environnementale : les données capturées par les capteurs sont traitées à l'aide d'algorithmes de vision par ordinateur, de techniques de localisation et de cartographie simultanées (SLAM) ou d'autres méthodes. Ces algorithmes analysent les informations visuelles ou de position des capteurs intégrés pour interpréter les mouvements et l'environnement de l'utilisateur.
    • Estimation de la position : en analysant l'entrée visuelle ou en utilisant des algorithmes SLAM, le système détermine la position et le mouvement de l'utilisateur dans l'environnement virtuel. Les données suivies sont utilisées pour mettre à jour la position et l'orientation de la caméra virtuelle, fournissant ainsi une représentation précise des mouvements de l'utilisateur.
    • Limitations du suivi : le suivi de l'intérieur vers l'extérieur peut avoir des limites dans le suivi des mouvements en dehors du champ de vision des capteurs intégrés. L'occlusion des mains ou des contrôleurs peut perturber temporairement la précision du suivi puisque les capteurs dépendent de l'entrée visuelle.
    • Portabilité et facilité d'installation : le suivi de l'intérieur vers l'extérieur offre l'avantage de la portabilité et de la facilité d'installation. Les utilisateurs peuvent simplement mettre le casque VR ou prendre les contrôleurs, et le système de suivi commence à fonctionner sans avoir besoin de capteurs externes ou d'étalonnage.

    Comment choisir la méthode de suivi entre Inside-out et Outside-in

    1. Conditions environnementales et espace

    De l'intérieur vers l'extérieur :

    • Environnement adapté : Idéal pour les environnements petits ou variables, comme un salon ou un bureau. Comme il ne nécessite pas de capteurs externes, il offre une plus grande flexibilité dans l'aménagement spatial.
    • Espace requis : nécessite moins d'espace, car aucun capteur externe n'est nécessaire. Il peut être utilisé dans des espaces plus restreints.

    De l'extérieur vers l'intérieur :

    • Environnement adapté : mieux adapté aux environnements disposant d'un espace suffisant et de conditions stables, comme une salle ou un laboratoire de réalité virtuelle dédié. Nécessite l'installation de capteurs dans les coins ou sur les murs de la pièce.
    • Exigences d'espace : Nécessite un espace suffisant pour installer et positionner des capteurs externes.

    2. Précision et stabilité du suivi

    De l'intérieur vers l'extérieur :

    • Précision : peut offrir une précision inférieure dans certaines conditions (par exemple, faible luminosité ou arrière-plans visuels complexes) en raison de la dépendance aux caméras et capteurs intégrés.
    • Stabilité : peut être affectée par l'occlusion de l'utilisateur, où les mains ou le corps peuvent bloquer la vue des capteurs.

    De l'extérieur vers l'intérieur :

    • Précision : offre généralement une précision plus élevée car les capteurs externes capturent les données sous plusieurs angles, réduisant ainsi les problèmes d'occlusion.
    • Stabilité : offre généralement un suivi plus stable, en particulier dans les environnements complexes, car les capteurs sont fixés en place.

    3. Installation et maintenance

    De l'intérieur vers l'extérieur :

    • Facilité d'installation : Pas besoin d'installer de périphériques externes dans la pièce ; la configuration est plus simple car il vous suffit de configurer et de régler le casque ou les contrôleurs.
    • Maintenance : La maintenance est plus simple, impliquant généralement des mises à jour logicielles et un entretien du matériel.

    De l'extérieur vers l'intérieur :

    • Complexité de l'installation : Nécessite l'installation de capteurs dans la pièce, ce qui peut impliquer un montage sur les murs et les plafonds, ainsi qu'un câblage.
    • Maintenance : La maintenance peut être plus complexe, impliquant des réglages et des vérifications des positions des capteurs et la gestion des problèmes matériels potentiels.

    4. Liberté de mobilité

    De l'intérieur vers l'extérieur :

    • Flexibilité : offre une plus grande liberté de mobilité puisque les capteurs sont intégrés au casque ou aux contrôleurs, et ne sont pas limités par des appareils externes.
    • Adaptabilité : les utilisateurs peuvent se déplacer librement dans la pièce sans être limités par la position des capteurs.

    De l'extérieur vers l'intérieur :

    • Limitations : les mouvements de l'utilisateur sont limités par la zone de couverture des capteurs externes. Un mouvement trop éloigné des capteurs ou une occlusion des capteurs peut affecter le suivi.
    • Adaptabilité : l'installation et la configuration doivent tenir compte de la plage d'activité de l'utilisateur pour garantir la couverture du capteur pour toutes les zones de suivi requises.

    5. Budget et coût

    De l'intérieur vers l'extérieur :

    • Coût initial : généralement inférieur, car il n’est pas nécessaire d’utiliser des capteurs ou des caméras externes supplémentaires.
    • Coût à long terme : peut nécessiter davantage de support technique et de maintenance, mais les coûts globaux sont plus gérables.

    De l'extérieur vers l'intérieur :

    • Coût initial : coût initial potentiellement plus élevé en raison du besoin de capteurs et d’installation supplémentaires.
    • Coût à long terme : les coûts de maintenance et de remplacement peuvent être plus élevés en raison de l’usure des périphériques externes.

    Conclusion

    Le choix entre les méthodes de suivi de l'intérieur vers l'extérieur et de l'extérieur vers l'intérieur dépend en grande partie de vos besoins et conditions spécifiques :

    • Si vous avez besoin d'une configuration flexible et pratique avec une plus grande mobilité et que vous travaillez dans un environnement plus petit ou plus complexe, le suivi de l'intérieur vers l'extérieur peut être plus adapté.
    • Si vous privilégiez une précision et une stabilité élevées et que vous pouvez gérer un processus d'installation plus complexe avec des contraintes d'espace potentielles, le suivi de l'extérieur vers l'intérieur pourrait être la meilleure option.

    Exemples de référence

    Casque d'écoute Méthode de suivi Résolution Champ de vision Prix ​​($)
    Lampe en cristal Pimax De l'intérieur vers l'extérieur et de l'extérieur vers l'intérieur 2880 x 2880 par œil 130° 899 $
    Pimax 8KX De l'extérieur vers l'intérieur 3840 X 2160 par œil 200° 1 387 $
    Oculus Rift S De l'intérieur vers l'extérieur 1280 x 1440 par œil 115° 399 $
    HTC Vive Pro De l'extérieur vers l'intérieur 1440 x 1600 par œil 110° 1 399 $
    Indice de soupape De l'extérieur vers l'intérieur 1440 x 1600 par œil 130° 999 $
    PlayStation VR De l'extérieur vers l'intérieur 960 x 1080 par œil 100° À partir de 399 $
    Oculus Quest 2 De l'intérieur vers l'extérieur 1832 x 1920 par œil 100° À partir de 299 $
    HP Reverb G2 De l'intérieur vers l'extérieur 2160 x 2160 par œil 114° 599 $

    Merci de votre lecture. Si vous êtes intéressé par Pimax Crystal Light ou toute autre connaissance liée à la réalité virtuelle, n'hésitez pas à nous rejoindre sur notre chaîne Discord .

    Pour les vidéos explicatives

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