Oculus的下一个挑战：用于虚拟现实技术的完美头部追踪器

Jack McCauley，Oculus 虚拟现实公司联合创始人。

Jack McCauley 是那些极端的运动敏感的人之一。因此到目前为止，他还没有发现一个虚拟现实友好的环境，大家一直告诉他，已经在尝试使用更快的刷新率和更高分辨率的显示器，以消除很多人对于虚拟现实技术的不良反应，但现在还不能证明这一点。

Jack McCauley现在把大部分时间都花在了他加利福尼亚州利弗莫尔的研发（R&D）实验室。他说虚拟现实技术中的不良反应并不都是因为显示器造成的。本周在加利福尼亚州纳帕，McCauley 参加一个负责微机电系统（EMES）设计、制造，应用及投资的相关公司高管的聚会时。他说，虚拟现实技术的关键问题是头部追踪，目前的虚拟现实系统在这方面的研发工作是不够。

他在幻灯片中写道：「高刷新率和高分辨率并不能缓解运动所带来的不良反应，它只会让制造虚拟现实系统增加不必要的成本。」

2014 年，Facebook 公司收购 Oculus 公司后不久，McCauley 离开了 Oculus 公司，McCauley 是一个动手能力很强的改进高手（9 岁时他就被 Tinkertoy 公司正式命名为「少年 Tinkertoy 工程师」（Tinkertoy 是著名的组装儿童玩具品牌））。McCauley 打算通过自已动手来发明并解决头部追踪的问题。

McCauley 让参加者在他杂乱的利弗莫尔实验室观摩，以及了解他的想法，McCauley 说道，MEMS 是解决头部追踪问题的关键。「如果你是一个 MEMS 制造商，而你没有参与到虚拟现实技术开发，那么你现在就应该参加。」他说道。但这已不仅仅是他所谈论的基本运动追踪传感器。

事实上，所有面市的虚拟现实头盔都需要依赖传感器，像三轴陀螺仪，用于检测头部运动包括头部姿势的微小调整。但是，这些传感器并不一定知道佩戴者正在什么样房间内走动，特别是如果佩戴者走动时他的头部没有太多的动作。McCauley 表示，基于这些头戴式传感器的运动追踪可能会使效果变得更好，但人们需要大量的研究才能达到这样的效果。与此同时，有一个更简单的方法来解决这个缺点，就是增加一个外部摄像头，捕捉头盔上的标记。McCauley 说道，这就跟他在 Oculus 公司 DK2 建立的网络摄像头跟踪系统一样。

但是，McCauley 说道，基于网络摄像头的方法有一个十分根本性的限制：网络摄像头是将拍摄到的大量影像数据推到处理器，而系统本身不能保存。这样图像分析软件每秒至少要分析 60 帧的视频数据，然后再提取相应的位置信息，接着把分析结果发送给它的虚拟现实软件，再预估使用者下一步移动的位置，最后把预估好的位置所对应的图像发送到使用者眼前。「你就只能按照预估的速度前进，且只能跑那么快。」McCauley 说道。

McCauley 决定将一个更好的办法用在 HTC 的 Vive 之上，明年将与消费者见面。追踪系统，被公司叫做「Lighthouse」，它依靠放在房间里的两个红外激光扫描仪，与在 Vive 耳机上的光电传感器通过激光束配合使用。

「计算很简单，」McCauley 说道。「没有帧缓冲，没有处理计算这回事，你就只需计算这个时间。」

然而，Vive 系统也有一定的局限性。它使用电动机来移动镜子，镜子用来引导激光束以扫描房间，每秒钟只能完成 100 次的房间扫描。

McCauley 说，「我想让它运行在 1 千赫」，所以他决定不在系统中使用镜子来引导激光束。他开始关注 MEMS（微型机电）中的小镜面，这就是改进的地方。他拆开一台激光打印机来看看它的马达总成，又拆下一个微型投影仪所用的 MEMS 反光镜来引导激光束。他决定采用 MEMS 扫描，这是一个更好的方法。

这是一个进展中的工作。

「我要使用一对 MEMS 的镜子和一个激光发射器。」他说道：「这将是便携式的，我可以把它贴在墙上，我就可以在我的虚拟现实游戏里来回走动。」

他也一直在思考虚拟现实技术中的另一个大问题：不恰当的音频建模，但他演讲的时间有限，所以他只能把这些想法带回到自己的实验室了。

创见编译

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