文/VR陀螺 Pancake
去年玩出夢(mèng)想的發(fā)布會(huì)上,現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)到的業(yè)內(nèi)對(duì) YVR 1 這款新品最多的評(píng)價(jià),幾乎都聚焦在它的定位穩(wěn)定性上。拋開(kāi)外形設(shè)計(jì)與國(guó)內(nèi)某款設(shè)備比較相似之外,從產(chǎn)品完成度上來(lái)看,的確讓人驚喜。
6DoF 空間定位和手柄追蹤算法,作為國(guó)內(nèi) VR 硬件企業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)之一,“橫空出世”的YVR 頗有一鳴驚人之意。
今天,VR 陀螺將揭秘這款硬件背后技術(shù)團(tuán)隊(duì)的秘密。
上百人團(tuán)隊(duì)研發(fā)兩年,YVR究竟是誰(shuí)?
說(shuō)起玩出夢(mèng)想可能很多人不知道,但提到網(wǎng)魚(yú)網(wǎng)咖應(yīng)該大部分人都有所耳聞。
玩出夢(mèng)想是網(wǎng)魚(yú)網(wǎng)咖的母公司,旗下還有線上電競(jìng)生態(tài)聚合平臺(tái)“比心”,以及2021年正式推出的 VR 硬件品牌 YVR。其中比心 APP 是游戲圈內(nèi)知名電競(jìng)社區(qū),注冊(cè)用戶超過(guò) 6000 萬(wàn)。網(wǎng)魚(yú)網(wǎng)咖則是國(guó)內(nèi)品牌線下連鎖,全國(guó)擁有 1000 多家門(mén)店以及 1000 多萬(wàn)會(huì)員用戶。
圖源:網(wǎng)絡(luò)
而 YVR 這個(gè)新團(tuán)隊(duì),雖然成立于 2020 年 5 月,但發(fā)展迅猛,目前團(tuán)隊(duì)規(guī)模已達(dá)幾百人,并且據(jù)了解,YVR 團(tuán)隊(duì)成員均來(lái)自國(guó)內(nèi)外知名科技公司以及一線 VR 企業(yè)。YVR 現(xiàn)由玩出夢(mèng)想集團(tuán)創(chuàng)始人黃鋒擔(dān)任 CEO,其個(gè)人從 2015 年就開(kāi)始活躍于 VR 產(chǎn)業(yè)并先后主導(dǎo)開(kāi)設(shè)了 VR 線下業(yè)務(wù)、VR 交互設(shè)備等。
去年年底,玩出夢(mèng)想推出了其第一款 6DoF VR一體機(jī) YVR 1 ,誠(chéng)然還只是開(kāi)發(fā)者版,但現(xiàn)場(chǎng)業(yè)內(nèi)的參會(huì)人員對(duì)該產(chǎn)品卻贊許有加。
圖源:VR陀螺
從外觀設(shè)計(jì)來(lái)看,黑白色調(diào)搭配非常簡(jiǎn)潔;環(huán)形固定頭戴以及旋鈕調(diào)節(jié),方便頭顯佩戴;電池后置有效減輕頭顯對(duì)面部的壓迫,但整體 595g 的重量依舊在同類(lèi)產(chǎn)品中偏重。
圖源:VR陀螺
與市面上的眾多的 VR 一體機(jī)相同,YVR 1 搭載了高通驍龍 XR2 作為核心處理器,不過(guò)在數(shù)據(jù)傳輸上,它采用了目前普遍應(yīng)用于中高端智能手機(jī)上的 LPDDR 5 RAM+ UFS 3.1 ROM 的旗艦級(jí)配置,為算法驅(qū)動(dòng)以及數(shù)據(jù)寫(xiě)入帶來(lái)了更高的效率。
定位采用了四顆灰度廣角攝像頭,分布于頭顯四個(gè)對(duì)角,以覆蓋更大的捕捉區(qū)域。
手柄也采用視覺(jué)定位,形態(tài)設(shè)計(jì)與 Quest 2 類(lèi)似,不過(guò)更為輕巧,特別是側(cè)鍵的設(shè)計(jì)與 Quest 2 手柄有明顯差異。
圖源:VR陀螺
開(kāi)箱視頻:
產(chǎn)品主要參數(shù):
YVR 1 售價(jià)為 3999 元,據(jù)了解,該產(chǎn)品主要用于團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證技術(shù)以及搭建開(kāi)發(fā)者生態(tài),真正面向消費(fèi)者的兩款產(chǎn)品將于今年正式發(fā)布。
定位評(píng)測(cè):YVR 1體驗(yàn)媲美Quest
接下來(lái),對(duì)于大家最關(guān)心的定位環(huán)節(jié),我們通過(guò)幾個(gè)不同的使用環(huán)境/游戲場(chǎng)景進(jìn)行了實(shí)測(cè)。
(一)室內(nèi)環(huán)境
在室內(nèi)光線充足的環(huán)境下測(cè)試,YVR 1 從地面定位設(shè)置到游戲交互體驗(yàn)都十分穩(wěn)定。對(duì)于地面設(shè)置而言,YVR 1 甚至可以在手柄不觸碰地面的情況下,利用空間算法檢測(cè)距離,識(shí)別地面相對(duì)位置。當(dāng)然,若要虛擬空間地面與物理世界地面更加貼合,則還是需要手柄的主動(dòng)紅外發(fā)光配合,進(jìn)行更為精準(zhǔn)的三維空間建立。
游戲安全邊界在 See-through 下劃區(qū)之后,無(wú)論用戶是否走出圈外,游戲安全邊界都無(wú)任何抖動(dòng)或位移現(xiàn)象。
圖源:VR陀螺
在 YVR 1 主菜單界面下,通過(guò)手柄大幅度揮動(dòng),可以清楚地看到物理世界的手柄動(dòng)作與虛擬世界的手柄動(dòng)作近乎一致,而且響應(yīng)速度非常快,無(wú)肉眼可見(jiàn)延遲。另外,YVR 1 的雙手柄還能在虛擬世界中完美契合在一起,這一簡(jiǎn)單的動(dòng)作需要極為精準(zhǔn)的定位支持以及反干擾設(shè)置。
圖源:VR陀螺
值得一提的是,YVR 1 還能實(shí)現(xiàn)和 Quest 2 同樣的“觸摸按鍵識(shí)別”,它可以通過(guò)的巧妙的視覺(jué)算法,檢測(cè)用戶的手指是否停留在相關(guān)按鍵之上,這也是 YVR 1 區(qū)別于國(guó)內(nèi)其他 VR 一體機(jī)的一大亮點(diǎn)設(shè)計(jì)。基于此觸摸按鍵設(shè)計(jì),或許 VR 頭顯未來(lái)還能打通更多應(yīng)用場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)更多交互體驗(yàn)。
圖源:VR陀螺
精確的定位以及交互算法帶來(lái)的是優(yōu)質(zhì)游戲體驗(yàn),在體驗(yàn) YVR 1 中音樂(lè)打擊類(lèi)休閑游戲《節(jié)奏英雄》中,伴隨著歡快的音樂(lè)節(jié)奏,精準(zhǔn)、低延、實(shí)時(shí)的切割音符方塊,而且即使手柄位于了身后,在高速拉回時(shí),也能及時(shí)回歸視覺(jué)主界面。
結(jié)論一:在室內(nèi)光線充足,且靠近玻璃窗戶,背部甚至有反光玻璃背景,白色瓷磚地板的常見(jiàn)家用場(chǎng)景下,YVR 1 幾乎不受干擾,可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位以及交互。
(二)室外環(huán)境
與帶來(lái)完美沉浸式體驗(yàn)的室內(nèi)場(chǎng)景不同,室外由于較為苛刻且不穩(wěn)定的環(huán)境因素,讓 YVR 1這名初入戰(zhàn)場(chǎng)的勇者也受挫不少。此次VR陀螺選擇了室外空曠的田徑場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行測(cè)試(陰天)。
首先在地面以及游戲邊界設(shè)定方面,雖然可以憑借視覺(jué)算法與紅外主動(dòng)檢測(cè)定位,但是相對(duì)于室內(nèi),定位的穩(wěn)定性明顯受到影響,原本固定的游戲邊界會(huì)隨著人物的走動(dòng)而變化,并且伴有輕微的抖動(dòng)。
圖源:VR陀螺
雖然“前戲”不如人意,但好在最終游戲體驗(yàn)時(shí),物理世界的交互與虛擬空間相對(duì)一致,并無(wú)太大影響。
圖源:VR陀螺
結(jié)論二:YVR 1在室外環(huán)境依舊相對(duì)穩(wěn)定,但室內(nèi)還是最好的選擇。
(三)其他環(huán)境
除了常見(jiàn)的室內(nèi)外環(huán)境,此外,陀螺君還分別在室內(nèi)暗光環(huán)境、頭顯低電量狀態(tài)、坐姿使用等場(chǎng)景下對(duì) YVR 1 進(jìn)行了測(cè)試,整體定位交互體驗(yàn)感與室內(nèi)環(huán)境類(lèi)似,表現(xiàn)尚佳,在此不做過(guò)多贅述。
精準(zhǔn)VSLAM定位背后的技術(shù)解析
YVR 1采用的是基于紅外光的主動(dòng)式光學(xué)定位追蹤方案,該方案無(wú)需像電磁定位或者超聲波定位那樣需要專(zhuān)門(mén)的傳感器模組,具有低成本,低功耗的優(yōu)勢(shì),同時(shí)不直接受常見(jiàn)的空氣擾動(dòng),復(fù)雜電磁環(huán)境的干擾,可以提供極高的定位精度。
激光定位的追蹤方案雖然同樣可以實(shí)現(xiàn)更高的精度,以及更廣的識(shí)別區(qū)域,分布式處理等優(yōu)勢(shì),算法構(gòu)建上相對(duì)簡(jiǎn)單,但是成本相對(duì)較高,還容易受到光線等影響,這系列因素阻止了它向消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)張的腳步。
所以,目前基于 Inside-out 的 6DoF VR 一體機(jī)都在基于紅外光做定位追蹤解決方案。不過(guò),各家由于采取的傳感零件、曝光策略、技術(shù)路徑以及 SLAM 算法的不同,所以各有差異。
為了一探 YVR 1 背后高精準(zhǔn)的 VSLAM 技術(shù),VR 陀螺與 YVR技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)入了深入溝通交流。
(一)YVR的核心定位技術(shù)——硬同步
據(jù)悉,YVR 1 在定位上可以實(shí)現(xiàn)較高精度的原因是來(lái)自多方面的統(tǒng)一設(shè)計(jì),主要包含了以下幾點(diǎn):
其中“硬同步”為 YVR 區(qū)別于其他國(guó)內(nèi) VR 產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)與 Quest 2 同樣定位精度的核心技術(shù),主要目的是為了達(dá)到頭顯與手柄的在定位與交互上的高度同步。
具體來(lái)看,YVR 在頭顯以及雙手柄上各自安裝了一個(gè)MCU,由它在整個(gè)曝光策略線中起到“開(kāi)關(guān)”作用,統(tǒng)一控制四個(gè)攝像頭模組,讓同步誤差趨近于 0。如圖顯示:
圖源:YVR
在硬同步的支持下,基于紅外燈和攝像頭模組的曝光特點(diǎn),YVR 還打造了一套定制化的 RTOS 優(yōu)先級(jí)配置。
YVR技術(shù)團(tuán)隊(duì)解釋?zhuān)?ldquo;紅外燈和攝像頭組曝光的同步有兩個(gè)特點(diǎn),一是兩者分屬不同設(shè)備,接著不同的時(shí)鐘源,隨著時(shí)間推移,時(shí)鐘的誤差會(huì)不斷積累擴(kuò)大。為實(shí)現(xiàn)紅外燈和攝像頭組曝光的高精度同步,YVR 1 設(shè)計(jì)了一套高精度的時(shí)鐘同步協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了亞微秒級(jí)的時(shí)間同步精度。”
(二)硬同步 VS 軟同步
如此一整套以“硬同步”為核心的統(tǒng)一曝光策略路線實(shí)現(xiàn)下來(lái),既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力,對(duì)于一款 VR 頭顯來(lái)說(shuō),它真的值得嗎,采用高通支持的軟同步難道不是性?xún)r(jià)比更高的選擇嗎?
YVR技術(shù)團(tuán)隊(duì)告訴 VR 陀螺,軟同步是以主攝像頭為基準(zhǔn),通過(guò)調(diào)整其他攝像頭幀率,來(lái)達(dá)到同步曝光的目的,因此存在以下幾個(gè)問(wèn)題:
由于攝像頭同步精度低,這會(huì)直接影響到整個(gè)交互定位系統(tǒng),降低用戶體驗(yàn)。
YVR 技術(shù)團(tuán)隊(duì)表示:“攝像頭同步精度低一方面會(huì)導(dǎo)致手柄快速運(yùn)動(dòng)中四個(gè)攝像頭獲取到不到位置的光斑而引入誤差,另一方面為保證四個(gè)攝像頭獲得相同亮度的光斑,需要紅外燈長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)啟,會(huì)極大地增加手柄功耗。”
“硬同步方案不存在這些問(wèn)題,通過(guò)統(tǒng)一的曝光控制線可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、零誤差的攝像頭同步,而把曝光控制線放到外置 MCU 控制,是為了進(jìn)一步優(yōu)化攝像頭和紅外燈之間的控制同步精度。”YVR 同時(shí)強(qiáng)調(diào)硬同步的優(yōu)勢(shì)以及YVR 的技術(shù)路徑。
YVR 技術(shù)團(tuán)隊(duì)最后補(bǔ)充道:“在 YVR 1 中 MCU 采用 RTOS 優(yōu)先級(jí)配置,可以通過(guò)深度優(yōu)化中斷優(yōu)先級(jí),借助 MCU 硬件特性等措施,極大消除外部因素帶來(lái)的時(shí)間戳抖動(dòng),所以紅外燈可以做到嚴(yán)格跟隨攝像頭曝光而開(kāi)閉,紅外燈模組功耗可以達(dá)到軟同步方案的數(shù)十分之一。”
這是 YVR 為何致力于研發(fā)“硬同步”的主要因素——兼顧定位交互性能與功耗設(shè)計(jì)。
圖源:VR陀螺
結(jié)語(yǔ)
據(jù)陀螺研究院統(tǒng)計(jì), 2021 年全球 VR 市場(chǎng)出貨量為 1110 萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng)幅度達(dá)到了 66%,基于目前相對(duì)成熟的 VR 軟硬件產(chǎn)業(yè)鏈,以及新加入諸多角色的推動(dòng),預(yù)計(jì)2022 年 VR 頭顯出貨量將增長(zhǎng) 80%,達(dá) 2000 萬(wàn)臺(tái)。
YVR 雖然是一支初創(chuàng) VR 團(tuán)隊(duì),但憑借背后公司玩出夢(mèng)想在人力、財(cái)力和資源上的大力投入,未來(lái)很有可能躋身 VR 硬件第一梯隊(duì)。至少目前可以看到的情況是,YVR 1 在產(chǎn)品和定位交互技術(shù)上已經(jīng)交出了一份頗為滿意的成績(jī)。
2022 年 VR 消費(fèi)市場(chǎng),值得期待。
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