當今排名前列的VR硬體裝置廠商HTC Vive和Oculus所採用的定位方式都採用了PnP解算，但都有各自的侷限性和適應的場景。

空間定位是VR 市場中一個非常關鍵的技術，當今排名前列的VR硬體裝置廠商（HTC Vive和Oculus）分別採用了不同的空間定位方案：

儘管這兩種定位方式都採用了PnP解算，但都有各自的侷限性和適應的場景，下文將逐一詳細分析。

丨Oculus Constellation定位系統

Oculus採用的是基於Camera的定位方案，被稱為Constellation。在Oculus頭盔和手柄上都佈滿了紅外Sensor，以某個固定的模式在閃爍。

透過特製的Camera以一個固定的頻率（Oculus Rift CV1是60fps）拍攝，得到一組圖片。系統透過這些點在圖片上的二維位置，以及已知的頭盔或者手柄的三維模型，反推出點在三維空間中的位置。這個過程可以進一步的細分成以下的步驟：

首先，為了確保準確的定位到頭盔和手柄上的LED，PC端的Oculus Camera軟體/驅動程式透過HID介面傳送某個命令點亮LED，該亮度足以被Camera捕捉到，同時這些LED以某個特殊的模式閃爍。這樣能確保即使有遮擋的情況下，在不同的角度下，只要有足夠多的LED被拍攝到，整個的tracking系統就能正常工作，不會被環境中的其他噪聲訊號所影響。

然後是記錄下每一個被捕捉到的LED的位置和方向。

當然，為了做好定位，Oculus Camera本身並不需要LED的顏色，只需記錄每個點的明暗，所以Oculus Camera韌體中記錄下的的影象為752×480畫素, 畫素格式為Y8灰階，每一幅圖看起來如下：

拿到頭盔上的LED在二維圖片上的位置，又有頭盔上Sensor的三維模型，有什麼辦法可以估算出這些點的三維位置？這本質上是一個Pnp解算的問題（https://en.wikipedia.org/wiki/Perspective-n-Point）：有了n個3D點的模型（就像上面提到的LED點在頭盔上的3D分佈）， Camera拍攝下來的n個2D點的集合，再加上Camera本身的內部的引數，可以推算出這些點的位置座標（X,Y,Z） 以及姿態（Yaw，Pitch，Roll）。

這個點的集合到底有多大?這是一個尋求最優解的問題，常見的做法是n>=3，也就是圖片上只要拍到三個以上的LED，就能夠解算出相關的姿態和位置。考慮到遮擋或者拍攝的照片不夠清楚等因素，實踐中看，至少要拍攝到4-5個點，整個頭盔的姿態和位置才能被正確的算出，這也是為什麼在Oculus的頭盔上佈滿了很多LED點的一個重要原因。

算出來的資料有誤差怎麼解決？一個常見的辦法是得到6DOF的資料之後，用該資料再做一次投影，產生新的2D影象，把該影象和我們開始用來計算的影象進行比較，得到一個誤差函式，應用該函式來進行校準。不過這帶來另外一個問題：點進行比較的時候，你怎麼知道3d模型上的點，和拍攝到的二維影象上的點之間的匹配關係?如果做一一對應的全匹配計算的話，計算量太大。所以Oculus採用的辦法是採用不同的閃爍模式，來快速匹配3d模型上的點和拍攝到的影象上的點。

進一步，在姿態估計的問題上面，透過光學（Camera圖片）得到的姿態會有誤差，而這種誤差主要來自於物體快速移動時捕獲到的照片上的點識別的困難。為了減少這種誤差，需要透過IMU資訊來進行一步校準透過PnP解算得到的姿態，這就是所謂的Sensor資料融合。

從上面的描述可以看出來，基於Camera的光學定位技術，安裝配置比較簡單，成本也比較低，但是影象處理技術較為複雜，物體移動較快時識別物體的位置有比較大的困難，同時容易受到自然光的干擾。

另外，基於Camera的定位精準度受到Camera本身解析度的限制，比如Oculus Rift的Camera為720p，比較難以提供亞毫米級的精準定位。

最後，Camera自身能夠捕捉到的照片的距離比較近，不能應用到很大的房間位置，一般都只能提供桌面級別的VR定位。當然最近Oculus提供了三個Camera的方案，試圖在room scale級別和燈塔定位技術一較高下。

丨燈塔鐳射定位技術

反之，HTC、大朋等企業提供的燈塔鐳射定位技術，避免了Camera定位技術的高複雜度，具有定位精度高，反應速度快，可分散式處理等優勢，能夠允許使用者在一定的空間內進行活動，對使用者來說限制小，能夠適配需要走動起來的遊戲，真正實現Room Scale級別的vr定位。

下面從燈塔定位的原理解釋為什麼在大空間的應用中燈塔鐳射定位是一個更好的選擇。

HTC的燈塔定位系統中有兩個基站，每個基站上面有兩個馬達，其中一個馬達往水平方向掃射，另外一個朝垂直方向掃射。

基站重新整理的頻率是60Hz，基站a上面的馬達1首先朝水平方向掃射，8.33毫秒之後，第二個馬達朝垂直方向上掃射（第二個8.33毫秒），然後基站a關閉，接著基站b重複和基站a一樣的工作......

這樣只要在16ms中，有足夠多的Sensor點同時被垂直和水平方向上的光束掃到，這些Sensor點相對於基站基準面的角度能夠被計算出來，而被照射到的Sensor點在投影平面上的座標也能夠獲得。同時，靜止時這些點在空間中的座標是已有的，可以作為參考，這樣就能夠計算出，當前被照的點相對於基準點的旋轉和平移，進一步的得出這些點的座標，這其實也是一個PnP問題。

進一步的，再融合IMU上獲得的姿態，就能夠較準確的給出頭盔或者手柄的姿態和位置。

在上一步中計算出來的頭盔/手柄的位置和姿態資訊，透過RF傳遞到和PC相連的一個接收裝置，該裝置再透過USB介面，把資料上傳到PC端的driver或者OpenVR runtime，最後上傳到遊戲引擎以及遊戲應用中。

丨大朋VR定位方案

相比HTC Vive的定位技術，大朋在鐳射定位方面做了進一步的創新，在每個基站上面加入了三個馬達，從上到下編號，1號馬達從垂直方向上掃描，2號馬達從水平方向掃描，3號馬達從垂直方向掃描。

每一個馬達掃描的時間間歇是4ms，該馬達在工作的時候，其他馬達都處於關閉狀態，基本時序如下：

基站上面的馬達1首先發送同步光訊號給頭盔/手柄上的Sensor點，Sensor點清零計數器，馬達1接著朝垂直方向掃射；4毫秒之後，第2個馬達朝水平方向上掃射（第二個4毫秒），然後是第3個馬達朝垂直方向上掃射（第3個4毫秒）。

被照射到的Sensor點可以比較容易的得到被照射時的時間，以及每一個馬達開始掃描的時間。馬達的轉速是固定的，這樣就可以得到Sensor點相對於掃射平面的角度，而該角度編碼後透過RF傳送到PC端，再做進一步的姿態融合之後，PC端就能容易的拿到6DOF的資料。

在指定時間裡增加掃描的次數，大大減少所需要的sensor數量。從實際測試中看，在大朋的最新款的E3P中，最後需要的感測器數量大概是Lighthouse的四分之一左右（Lighthouse用了幾十個感測器），頭盔和手柄所需要的感測器都是個位數，頭盔手柄都變得更輕便。這不僅大大增加了整個定位系統的穩定性，也讓sensor在頭盔或手柄上的佈局也更加的簡單。

進一步的，由於每次掃描的時間間隔更短，所以手柄的姿態等資訊能夠以更快的頻率（每4ms一次）傳送到PC端，更及時的更新到VR遊戲中。

在玩VR遊戲或者應用的時候，難免會出現各種各樣的遮擋，為了讓使用者能夠在房間級別的空間中暢玩，必須要讓燈塔在360度各角度方位都能夠照射到頭盔和手柄，大朋VR的解決方案和htc一樣，也是雙基站。雙基站的工作時序和單基站一樣，唯一的區別是，主基站工作的時候，從基站是關閉的，反之亦然。

大朋VR鐳射定位固有的定位穩定，需要的Sensor點少這些特點，使得該定位方案能夠非常好的應用到教育行業和多人聯機對戰中。

比如以下的場景中，只需要一到兩個基站可以覆蓋多臺網咖電腦，大大降低成本。

綜上來看，相較於紅外方案，鐳射定位在大空間多人聯機的應用上具有較明顯的優勢。

其實我最開始回答的幾個問題就包括VR發展。與其說VR將會有何發展，還不如說VR將會帶動什麼產業的發展。

其實宏觀的說，VR適用於絕大多數領域：VR醫療，VR教育，VR軍事,VR娛樂，VR製造業，VR旅遊等等。下面我們一一來介紹。

VR醫療：VR醫療主要應用於臨床手術、醫療教育、遠端醫療、心理康復、生理修復訓練、痛感控制和個性化健身等領域，不僅幫助醫生以更低的成本學習使用醫療器械、醫療知識，也為患者止痛、幫助患者恢復。

VR教育：這些年從幼兒園開始，各色各樣的培訓班，特色班隨著市場的需求逐漸增多，部分家長的盲目和攀比跟從讓培訓班賺了個盆滿缽滿，可是你們知道孩子喜歡什麼嗎？你們知道他們能接受的了多少嗎？而VR內容教育能讓孩子在聽到這個概念的時候還能看到這個東西是怎麼樣的，視覺和聽覺同時教育讓他們的興趣和接受度大大提升

VR軍事：VR虛擬現實技術的發展源於航天和軍事部門，其最新技術成果往往被率先用於航天和軍事領域。新時期軍事科技的發展將更加依賴於這一技術，同時必將對虛擬現實技術提出日趨更高的要求。它將為武器裝備確定需求、設計、製作樣機、批次生產，為部隊的模擬訓練、戰備，為制定作戰計劃，為戰後評估及戰史分析等計劃全部軍事活動提供一種一體化的作戰環境。這將有助於從虛擬武器及戰場順利地過渡到真實武器與戰場，VR技術對各種軍事活動的影響將是極為深遠的，有著極為廣泛的軍事應用前景。

VR娛樂：說到vr娛樂，VR遊戲應該算是vr急速的代表了，有多少人是透過vr體驗館或者vr遊戲瞭解的VR技術？我想這數量應該不少吧。它還包括社交，健身，看電影等，沉浸式體驗和互動感都更強，VR產業內最吃香的一部分，隨著5G市場的到來，VR和AR應用將會又一次爆發，讓我們充滿期待的迎接吧。

Vr，是虛擬世界。

Vr，是模擬現實中的模擬。

這些都要透過計算機來操作和實現，人要頭戴裝置，在螢幕中感受與執行。

模擬現實有廣闊的未來，會越來越好！

時尚並不是在思考虛擬現實時立即想到的，但是，時尚行業以各種方式使用時尚。有些情況下，時尚和技術之間的界限是模糊的，例如，使用虛擬現實作為現場時裝秀的一部分。在這種情況下，3D影象被投影到現實世界中，即作為節目的一部分的時裝表演。另一個例子是時尚受技術影響，特別是虛擬世界，如Second Life，模型和衣服基於該環境中的化身。時尚和虛擬現實的會議可以在為女孩設計的遊戲中看到。這些遊戲將時尚，音樂和科技融合在一起，旨在吸引少女的興趣。虛擬現實遊戲部分將更詳細地討論女孩和虛擬現實遊戲的問題。

虛擬現實越來越多地用於科學視覺化領域。該領域基於使用計算機圖形來表達複雜的想法和科學概念，例如分子模型或統計結果。科學視覺化被用作將抽象概念傳達給觀眾的手段，這也有助於理解。觀眾可以與這些影象互動，例如，以不同角度觀察分子結構或作為解決問題的手段。虛擬現實使科學家能夠以視覺形式展示一種方法或傳達複雜的想法。這包括全面沉浸式和完全沉浸式的環境，在這些環境中，他們將研究理論形象化或討論大型資料集。虛擬現實與其他形式的視覺化技術（如計算機模擬，動畫和資訊視覺化）一起被考慮。所有這些都被設計成顯示一個現場系統的視覺模型，例如，人體，複雜的資料集或大量的數字資訊。

“VR虛擬現實”這一詞彙眾說紛紜，目前公認的，是由美國VPL公司建立人拉尼爾在20世紀80年代提出的。2012年8月，Palmer Luckey和他的團隊研發的一款名為Oculus Rift的產品登陸Kickstarter進行眾籌，VR虛擬現實徹底引爆。

眾所周知，2016年被業內認為是VR的爆發年。縱觀科技產品週期，約10年到15年，大的週期會開始重塑整個行業。VR也被認為是繼電腦和智慧手機之後的下一代計算平臺，有望重塑現有電子市場。科技巨頭，資本機構看好虛擬現實技術，紛紛佈局“VR+”領域。

VR眼鏡即VR頭顯，虛擬現實頭戴式裝置，VR頭顯是利用頭戴式顯示裝置將人對外界的視覺，聽覺封閉，引導使用者產生一種身在虛擬環境中的感覺。利用模擬技術與計算機圖形學、人機介面技術、多媒體技術、感測技術、網路技術等多種技術集合是藉助計算機及最新感測器技術創造的一種嶄新的人機互動手段。

而一臺好的頭顯裝置對於解析度、螢幕材質、延遲時間和重新整理率、視場角都有相當高的要求。通常當我們以正常的距離看螢幕時，螢幕分配到每隻眼睛的畫素其實僅有總畫素點的一半，但是VR頭顯 的螢幕離眼睛距離比較近，攝影視野中每單位面積能看到的畫素點就更少了，而這兩個因素結合起來就會形成紗窗效應，所以AMD預測VR頭顯需要16K的解析度才能消除紗窗效應。VR頭顯的螢幕材質多選用的是低餘暉螢幕材質，這種螢幕材質很大程度上解決拖影、模糊、延遲等導致眩暈的問題，同時增強沉浸感，AMOLED就屬於低餘暉顯示屏。人類生物研究表明，人類頭動和視野回傳的延遲須低於20ms，否則將產生視覺拖影感從而導致強烈眩暈，所以VR頭顯在延遲時間上必須要求在20ms之內完成。VR頭顯的重新整理率也是相當重要的，但是重新整理率並不是越高越好，一般在光線充足的情況下，60Hz以上人眼就很難區分了，所以目前的VR頭顯大都以90Hz作為合格線。VR頭顯的設計均是以舒適為前提為使用者提供的服務，但是不可忽略的是VR頭顯本身所具有的技術支援。

因VR頭顯的推廣，越來越多的使用者都在體驗著VR技術帶給他們不一樣的新世界，許多使用者在剛剛入手時都會感覺VR頭顯還是比較厚重的，從整體的外觀上看，無論是重量上還是觸感都挺有感覺的，在畫面的立體感上更是能讓他們為之震撼。總體來說，VR頭顯在使用者體驗的視覺效果上還是不錯的，但對於一些關於舒適度的問題仍還需要進行必要的改進，畢竟VR技術處於爬坡期仍然還是有很多發展空間的。

VR技術正向全世界延伸，但是有人認為，國內的VR潛力非常巨大，中國有潛力超過美國。整個產業鏈只有協同起來，才能成為消費者提供端到端的一致性體驗。VR的應用範圍非常廣，在VR這個新世界裡，所有人都將面臨著新的內容、商業模式和終端。VR能否成為未來科技巨頭，讓我們拭目以待。

5G在未來的vr或ar的遊戲行業應該也會意義非凡，遊戲中的人物以及場景如果做到即時響應的話，要求的資料量將特別大，尤其針對mmo或moba類遊戲，同時線上玩家可能會百萬級，每秒的資料量傳送將是驚人的。 VR還需要在終端做很大的突破，之前我和朋友一起做過一段時間VR專案，也親眼看到了不少VR專案倒閉掉，終端上沒有突破的話，使得帶VR的產品很簡單就能夠被使用者接受，VR本身的場景就是頭盔太重，太容易頭暈，這個需要顛覆性的技術創新硬體出現，特別是顯示技術。終端沒有突破的話，只能將VR限制在一定領域的使用場景，很難變成一個普惠化的技術和工具。而不變成普惠化，在內容創造上就難以建設軟體生態，或者內容生態成本極高

VR行業目前看來發展前景還是很可觀的。

現在VR行業對於我們來說最貼近日常生活的就是觀影和遊戲，在結束一天的工作後可以透過用VR觀影或者玩遊戲來休閒放鬆自己

除了觀影和遊戲，VR還涉及到很多方面，比如

房地產，可以透過VR來實現線上全景看房

旅遊，可以透過VR實現足不出戶感受世界各地的美景奇觀，風土人情

醫療，可以透過VR來對手術進行模擬、教學或者科研