科普:VR的位置跟踪系统是如何工作的?

除了具有广阔的视野外,虚拟现实头显与常规的3D显示器的区别在于它们能够被跟踪。PC VR,主机VR以及现在一些独立的头显甚至还具有位置跟踪功能,因此你可以倾斜身体,躲避甚至在VR中走动。

但是这种跟踪如何运作?在这里,我们将解释主要的位置跟踪系统及其运行方式。

背景

什么是位置跟踪(6自由度)?

Oculus Go、三星Gear VR和谷歌Daydream View等大多数移动VR头显只有旋转跟踪(3DoF)。你可以向上或向下看,向左或向右倾斜。但是如果你试图倾斜或移动你的头部的位置,则不会被跟踪。整个虚拟世界将与你同行。3DoF控制器与之类似,仅限旋转。它们基本上只能充当激光选择指针。

这对于就座体验的VR内容来说是可以接受的,但它不允许你在物理上移动虚拟世界,或者直接用手与之交互。

在PC VR和主机VR上,以及现在的高端独立VR中,头显具有位置跟踪功能(6DoF)。位置跟踪使用户可以在虚拟环境中实际移动。如果跟踪范围足够大,你甚至可以在VR中绕着整个房间走动。

当控制器也是6DoF时,你可以直接用手与虚拟对象进行交互,因为你可以通过在现实世界中的移动实现虚拟空间中的移动。

如何实现位置跟踪?

旋转跟踪(3DoF)总是使用微型机电陀螺仪实现的。但不同的公司使用不同的技术来实现位置跟踪(6DoF)。虽然某天可能存在共同的行业标准,但目前尚未形成。不同的公司对哪种技术是正确的有不同的看法。

不同的跟踪系统均可平衡成本、设置难易度、跟踪范围、控制器跟踪范围和模块化等问题。

位置跟踪的共同基础:航位推算

与普遍看法相反,下面描述的光学系统仅是真正意义上的“校正”系统。所有这些系统的主要共享跟踪方法是微型机电加速度计。这些加速度计通常以1000赫兹运行。

其工作原理是:加速度计不读取位置或速度,他们读取加速度。你可能还记得微积分,你可以随着时间的推移获得加速度的积分并获得速度。如果你随着时间的推移得到速度值的积分,你就会获得位置信息(或至少从原始位置产生的位移信息)。

使用它来确定位置的变化称为航位推算。这就是VR头显和控制器每时每刻都在跟踪自己的方法。

那为什么还需要其他跟踪手段呢?因为加速度计并不完美,会产生噪声数据。将这些数据进行两次积分意味着即使是最小的误差也会被放大,并且误差还会累积。实际上,这意味着基于加速度计的位置跟踪会在几秒钟内漂移到无限远。

VR跟踪系统的目的是通过提供参考来纠正这种漂移。每个跟踪系统都采用不同的方式,但目的是相同的。

常见的VR跟踪系统

“星座”(最初的Oculus Rift)

在设计Rift时,Oculus面临着提供与OptiTrack等数千美元的系统相同质量跟踪的挑战,但其成本却要低一个数量级。

每个被跟踪设备都有一个隐藏在外部塑料下的预定义红外LED“星座”。红外线对人眼是不可见的。

传感器基本上是带有过滤器的摄像头,只能看到红外光,通过USB线缆以60Hz的频率将帧发送到用户的PC。PC处理每个帧,识别每个红外LED的位置,从而识别每个对象的相对位置。

该软件可以轻松识别它所看到的LED,因为它知道“星座”的形状,它会记住物体在前一帧中的位置,并且知道它的加速方向(来自加速度计)及其旋转(来自陀螺仪)。每个红外LED也以特定频率闪烁以识别自身。这些创新使“星座”跟踪系统在基于标记的跟踪系统中占据了一席之地。

为了支持快速运动,Rift头显和触摸控制器每次即将发出LED脉冲时,都会与传感器中的无线芯片进行无线通信。这使得相机快门能够像LED那样准确曝光,并且曝光时间很短。

“星座”跟踪不再用于Rift S头显的跟踪,但它用于Rift S头显内置的摄像头,以跟踪控制器。

“星座”的优势:

整合成本低

高品质的跟踪

适用于大多数环境

“星座”的缺点:

每个传感器都与PC有线连接

大USB带宽会导致许多主板出现问题

传感器具有有限的垂直视野

PlayStation VR

PlayStation VR也使用相机,但与Rift不同,PSVR的跟踪功能在可见光光谱中运行。

PlayStation 4摄像头单元包含两个间隔开的相机。摄像头单元连接到PlayStation,后者使用图像数据跟踪头显上的蓝色光条和控制器上的光球。

这使得索尼可以利用2010年就已经发布的PlayStation Move控制器。

PSVR跟踪的优势:

整合成本低

利用现有的PS Move控制器

PSVR跟踪的缺点:

跟踪质量低

不支持房间规模跟踪

SteamVR“灯塔”(HTC Vive)

Valve的SteamVR“灯塔”系统是目前市场上最独特的系统。与所有其他系统不同,它根本不使用摄像头,而且PC不处理任何数据。“灯塔”从一开始就被设计为能够进行房间规模的位置跟踪,而无需将传感器连接回用户的PC。

基站(“灯塔”)位于房间的相对顶角。它们不与PC通信,也不是传感器。它们在整个房间内发射广角二维红外激光束。一次完成一个轴的发射,比如先左右方向,然后上下方向,然后再重复。在每次扫描之前,它们会发出强大的红外闪光。

每个被跟踪设备包含连接到芯片的红外光电二极管阵列。该芯片测量红外闪光和被每个轴的激光扫描到时,二者间隔的时间。由此可以确定它在房间中的位置。

“灯塔”的独特价值在于它在理论上是一个相对简单的设计。不涉及复杂的计算机视觉算法或相机读数,只涉及激光扫描之间的时间。

“灯塔”的优势:

无需将基站连接到PC(仅供电),

高品质跟踪,

跟踪范围大。

“灯塔”的缺点:

生产/整合相对昂贵,

通常需要在墙壁上安装基站(电机会抖动),

室内的反射表面会引发跟踪失灵。

SLAM / Inside-Out

在Oculus Rift和HTC Vive发布之后,许多VR公司开始意识到,在房间里安装传感器或基站的要求让很多潜在买家不想购买。

许多新的和即将推出的头显使用内置于头显中的摄像头,这些摄像头使用计算机视觉算法执行“由内向外”跟踪。使用的特定算法类型被称为即时定位与映射(Simultaneous Localization And Mapping,简称SLAM)。

SLAM算法通过注意房间中的独特静态特征来工作。通过比较来自加速度计和陀螺仪的旋转和加速度以及这些特征如何移动,可以确定头显的位置。

有几家公司已经发布或计划发布使用SLAM的头显:

微软:Windows MR头显

谷歌:联想Mirage Solo

HTC:Vive Focus

Facebook:Oculus Quest和Oculus Rift S

其中,谷歌称他们的跟踪算法为“WorldSense”,Facebook称他们的跟踪算法为“Oculus Insight”。

为了跟踪控制器,这些系统以与“星座”相似的方式运行,那就是使用可见光或红外光。头显上的摄像头跟踪控制器上塑料下的LED。

SLAM/Inside-out的优势:

无需外部硬件,

成本非常低,

简易的设置,

控制器的跟踪范围大,只要在你能在现实生活中看到你的手,头显就可以跟踪控制器。

SLAM/Inside-out的缺点:

无法在黑暗中工作,

当控制器在头后或背部时无法准确跟踪,

当手臂在头显和控制器之间时,无法跟踪控制器的运动。

最初发布于5月16日

原文链接:https://uploadvr.com/how-vr-tracking-works/

Jaunt VR电影拍摄指南中文版 第二章 相机(下)

Jaunt在2016年9月发布了《The Cinematic VR Field Guide: A Guide to Best Practices for Shooting in 360°》,为VR电影制作人们提供了VR电影拍摄的指导说明。笔者为大家提供翻译稿。这次为大家带来的是该指南的第二章后半部分,主要讲述了拍摄时的物距、相机的运动问题、相机的安装和支架以及防水问题等等。

2.3、物距

对于任何类型的相机来说,无论是球状还是一组朝外的相机组合而成的,就像Jaunt ONE这样,有一个主要的限制因素就是相机与物体的距离。如果离得太近的话,拼接时就会很困难,甚至无法使用。你可以达到的最近的距离,取决于画面的重叠,也就是你的设备由多少台相机组成,以及它们之间的间距大小。

问题在于,你离相机越近,相机之间的间距也应该越近。否则,举个例子说,其中一个相机模块能够看到这个物体,而与之相邻的相机只能看到特写镜头的一部分。

当然,相机之间离得越近,想要覆盖完整的360°画面需要的相机数量也就更多,并且其尺寸也需要更小。相机模块越小,传感器尺寸也就越小,图像质量和暗光灵敏度也越低。这时,要设计一款合适的VR相机就变成了不断优化和权衡的过程。

Jaunt ONE相机一共有24个镜头–16个镜头围绕在周围,4个朝上4个朝下。考虑到这种结构,以及我们对光学的研究,我们所达成的最小物距是4英尺左右(约1.2米)。

如果你忽略这一距离限制的话,会遭遇大麻烦。你会花费成千上万美元在后期处理上,因为需要修正这些拍摄内容。毫不夸张的说,你需要重新创作出一台相机拍摄到但相邻相机没有拍摄到的内容。当然,很多拍摄内容是无法这样修复的。

也有很多场景会因为物距小于最小物距要求而获益。VR的特点之一就是观众可以获得震撼心灵的情感体验,只需要把演员或物体直接呈现在观众面前。但并不像2D拍摄那样,只需要给一个“大头”式的特写,而不是真正走近他们。在VR中,你可以带来真正的亲近感或焦虑情绪,比如让某人走近相机,这样在观众的视角来看,就会有真正走近的感觉。

想要避开这个最小物距限制的方法是,使用VR相机拍摄360° 3D的环境,然后使用一台传统的立体相机和绿幕,来拍摄同样环境和光照条件下的演员,之后在后期制作过程中将演员放在360°的背景中。很明显这需要额外的设备和更多的时间,但这些付出是值得的,尤其是你确实需要进行极近的拍摄时。

2.4、相机的运动

在所有与电影级VR内容拍摄相关的事情中,没有什么比移动相机更重要了,因为这种移动会让你观众感到不适。电影导演和制作人员们已经习惯了通过移动相机来创作充满动感的镜头,以及为场景增加额外的情感元素。在2D内容的拍摄中,这很少会产生问题,但是在VR中,相机的移动会引发晕眩、迷失方向、恶心甚至是呕吐。这当然不是你想要对观众做的事!电影拍摄者们必须特别用心来保证这些情况不会出现,同时还要保证拍摄的画面足够有趣。

2.4.1、VR中的不适感

VR中的晕动症通常被认为是由于视觉系统和耳道的分离造成的。通常情况下,在你移动的时候,你所看到的内容和传到耳道中的声音会有一个一致的响应。而在VR中,除非你真的随着所体验到的内容进行移动,否则就会产生分离现象。这种分离现象就像是中毒一样的生理反应,你的身体也会有同样的反应。

这种问题会发生在VR游戏或VR电影中,但是在VR电影中更为常见,这受限于当前的技术水平。如果你自己没有真正移动的话,那么只有在拍摄者移动相机时,你才会感受到其中的移动。在房间规模的VR游戏中,你会通过实际的运动来引导自己在虚拟世界中的移动,因为游戏游戏引擎能够实时生成周边事物,就不会产生真实世界和虚拟世界的分离。

但是如果把你放进一个由游戏引擎生成的太空飞船里时,产生晕动症的可能性又会出现,因为你会快速地穿行在太空中,却没有相应的物理移动。为了克服这一问题,一些新出现的VR体验会先制作出真正的基于运动的拍摄工具,并且能够模仿在虚拟空间中的运动。除此之外,提供一个更加惊险的VR体验,会让晕动症的感觉减少。

2.4.2、最小化VR中的不适感的指导原则

看完上面这些,你可以会有些惧怕移动相机。放心,相机是可以移动的。在经过大量的尝试和错误之后,我们总结了下如何在VR中正确地移动相机。

保持水平线的稳定

所有的尝试都要确保你的水平线足够稳定和平稳。如果你的水平线发生晃动的话,就像在不平稳的海面上的小船一样,很容易导致晕动症。

我们强烈推荐你在对相机进行移动时使用陀螺仪稳定系统,来避免相机的摆动。换句话说,我们不推荐在你的头上固定一台VR相机,因为你的身体运动会导致相机随着脚步而四处摆动。

如果你的相机上没有一台物理稳定装置的话,后期的稳定化可以移除部分的水平线摆动,但是存在一些限制,因为在头显中回放时,你必须要保持其立体3D效果。如果你的水平线摆动太严重,在纠正到原位之后,会对3D画面造成垂直方向的偏移,这对于观众来说会非常不适。唯一的解决办法就是在拼接之前做好稳定工作,这会让工作流变得更加复杂,因为你必须对拍摄设备中的每台相机做好稳定化处理。

目前有很多种不同的软件来进行后期稳定化处理,在下面的“后期处理”部分可以获得更多信息,同样可以在“安装&支架”部分了解更多在拍摄过程中的稳定化方法。

尽量减少颠簸现象

你还需要确保尽量减少在移动相机时的颠簸和碰撞现象。不然就会让人感觉你在一台山地车上,顺着崎岖不平的山路向下骑行。

这时,还是需要一台稳定化系统,来缓和这些拍摄过程中的颠簸现象,或者使用后期稳定化软件来尽量移除这些问题。但是,考虑到球形视频的特性,在后期进行处理的话会很受限,因为在球形空间中无法抵消任何的颠簸,你必须忍受在视频中出现的任何运动模糊现象。

不能转动

在拍摄过程中,不能在Z轴上转动相机。这会强迫观众转头,这在VR中是非常不好的体验。与此相反,你应该允许观众自然的转动头部,可以看到整个环境中他们选择去观看的内容。

如果你为了不让观众错过一个重要的动作画面,而需要观众观看某个特定的点,你应该使用光照、运动或者声音来引导观众的视线。根据你的回放手段和拍摄的内容,你也可以在其中加入一些互动元素,以使这些特定的片段只有在观众观看特定方向时才会被触发。

尽量减少加速

最后,你应该限制在相机运动过程中产生的加速现象。快速地加速和减速明显会引发晕动症。

在理想状况下,不应该存在任何加速现象,与之相反,你应该使用平缓、控制良好的相机运动来进行拍摄。如果做不到这一点,那么在加速或减速时应该非常缓慢才能勉强接受。你使用的任何拍摄设备都应该足够精密,避免任何不必要的橡皮筋类固定方法或者摆动。下文可以看到更多相关内容。

写在后面

当然了,规则就是要被打破的!在大多数情况下,上面所有这些内容都应当留心,但仍有一些拍摄情况中,你可能会想要一些晕动症效果–比如被从楼顶推下去,或者在坐过山车。在这些情况下,虚拟现实中的运动引发的副作用可能正符合你的口味。当然了,要分情况。

2.5、安装 & 支架

上面已经提到,用适当的支架可以帮助稳定相机。过多的运动会导致严重的晕动症,并且每种尝试都应该尽量消除或者至少要减少这些运动。并不是所有你不想要的运动都可以在后期处理中被去掉,所以我们强烈推荐在拍摄过程中寻找合适的解决方案。

关于这一点,主要的问题在于你所使用的任何支架最终都能被相机拍摄到。在2D视频的拍摄中,你可以避开这里,以使这些支架不被看到,但是在拍摄360°内容时就不一样了。场景中的每个角落都会被拍摄到。这就是为什么虽然有些支架比其他的支架效果好,但总有一些着地点被拍摄到,无论它们多么小。这些支架都需要用一个logo或图片来覆盖掉,或者在后期处理时移除。根据支架的不同,后期移除时的方法可能会非常困难,并且很费钱。

2.5.1、安装支架的类型

在许多项目中,我们测试了所有下面这些类型的支架,尝试着创作出流畅的、稳定的作品,并没有真正最好的解决方案,所有这些支架都需要在后期处理时移除。

三脚架

这是最简单且使用最广泛的VR拍摄支架解决方案。只需要把相机安装在支架上并且不去动它。这种情况下你不可能会遇到晕动症,并且这也是一个相对紧凑的方案。虽然三脚架仍然会被底部的相机拍摄到,但是通过调整支架,让支架的支撑范围尽量小,可以最小化留在地面上的支架部分。这时就需要Clean plates(补地)。可以用单反相机来帮助移除相机支架的影像。可以在下文的Clean Plates部分了解更多信息。

还可以在三脚架下面增加一个吊索,这是一个很好的安装附加设备的地方,比如声音采集设备或者电脑。我们的相机操作员为了防止在拍摄时被拍到,甚至把自己的身体扭曲并藏在三角架下面。

虽然这不是所有的解决方案中最有效的,但的确可以把观众中放在场景中,让观众可以在不被分散注意力的情况下进行探索,并且不会产生晕动症。你所拍摄的绝大多数内容都会是这种类型,因为移动的拍摄会引发额外的效应–并且在VR中,你会觉得这些场景能够带来一种重量感。

移动摄影车

在2D内容拍摄过程中,移动摄影车能够拍摄到非常流畅且出色的动作。要把任何一种VR相机安装在移动拍摄车上是非常简单的,但同样也是非常笨重的,拍摄车的大部分支架都会被拍到。而且由于其尺寸大,需要多名操作员来控制它,并且还有轨道,因而会有很大的一条画面被遮挡。想要不花费太多预算就把这些被遮挡的内容修复的话基本是不可能的,也就是说移动拍摄车不是一个很好的解决方案。

远程控制滑轨

滑轨是一段轨道,长度各不相同,使用的材质也各不相同,上面安装了支架,你可以以不同的速度让相机在滑轨上移动。通常可以使用电脑来创作出复杂的动作,使其自行重复。

不同的滑轨差异非常大,无论是在滑轨的尺寸上还是马达的速度上。你会需要一个强度足够的滑轨来支撑相机,并且选择合适的马达,能够以足够的速度来驱动相机完成运动,并且减少出错的几率。那些便宜的支架会在运动停止时和开始产生明显的反冲,这在VR拍摄中是非常不理想的运动问题。

滑轨比移动摄影车体积要小很多,但是通常都有一个相当长的轨道,也会很明显地呈现在拍摄的内容中。想要移除它没有简单的方法,除非用图像覆盖掉。可以在下面的Clean Plates部分了解更多。

运动控制平台(摇臂)

就如同上面的滑索一样,运动控制平台使用了一系列的轨道和马达驱动的结构来精确地重复动作。它们通常比滑索还要笨重,基本上就是一个滑索和移动拍摄车的结合体,但具有更高的自由度。此类设备有多种不同的类型,第一次大规模的运用是卢卡斯影业在拍摄星球大战时,为的是拍摄到最终合成所需要的大量场景。

这种设备可以配合大多数的相机,但是却非常笨重,并且360°场景中的很大一部分会被挡住,处理起来非常麻烦。不过,如果你需要合成许多不同层次的场景,比如在一个混合的CG/实景的VR场景中,可以把相机安装在运动控制平台上,对着绿幕拍摄不同层次的场景,这是一个很不错的选择,因为运动控制平台可以很容易地被移除。

相机索道

使用足够坚固的相机索道来支撑你的相机是一个很不错的拍摄360°内容的方法。相机被倒放安装在一个支架上,并且挂在一个固定在话说上的小的滑轮结构上。这种支架相当小巧,并且如果是在户外的话,你会很愿意用天空来替代这个支架,也就是说,要从画面中将其移除的话是很容易的。

如同上面所说的滑轨一样,你需要确保滑轮结构上的马达足够精确,防止在开始拍摄和结束拍摄时相机的摆动。否则,你会遇到非常可怕的视野晃动,导致晕动症。你可以使用相机来抵消这些摆动,同样还可以用陀螺仪稳定器来防止产生摆动。

在这种情况下,相机的重量是你要考虑的首要问题。所以,要确保你的索道能够支撑相机,或者使用一台较轻、较小的VR相机,比如GoPro组合的相机。

斯坦尼康相机稳定器

斯坦尼康相机稳定器是2D作品拍摄过程中用来承重的相机稳定方案。这是一种机械解决方案,将相机和操作员的运动分离。操作员身穿一件背心,在这件背心上固定着支架,通过多轴低摩擦平衡杆连接到斯坦尼康稳定器的电枢,在稳定器的一端固定着相机,另一端则是平衡装置。

这种设备可以允许操作员有不固定的动作,同时又不影响相机。而想对相机进行移动时,又会十分容易。这种设备可以拍摄出非常流畅且让人满意的VR内容。但不幸的是,这也意味着操作员会离相机极近,并且在所有的拍摄场景中都是如此。当观众在观看相机后面拍到的内容时,会离操作员的脸非常近。这会让观众感到非常惊恐!

在后期处理时想要把操作员从场景中移除,几乎是不可能的。我们做过这样的尝试,将一台GoPro相机安装在操作员的背部,尝试着在合成时把操作员背部的场景融合进去。但不幸的是,无论是取景、镜头还是不同的视角都无法做到匹配,并且在有些地方还出现了模糊现象。我们也曾尝试将操作员模糊处理,或者用黑色的晕影来替换他。所有这些尝试都无法做到理想的效果,并且操作员的影像会带着观众“出戏”。

如果你要使用一台斯坦尼康的话,最好的办法是用一张图来遮挡住操作员。举个栗子说,可以是一个静态的LOGO,或者是NFL比赛中的动态的积分牌。这时,如果观众转身,会看到图片,然后观众会决定以后是否还转身看。也就能保证观众还处在VR体验之中。

陀螺仪稳定器

随着对虚拟现实的需求日渐飞涨,以及对不会这当场景的稳定运动的需求上升,许多其他的方案也被应用于此领域。来自Motion Impossible的Mantis 360就是这些有趣的解决方案之一。它将一个带轮子制动结构的遥控移动摄影车和一个平衡稳定支架组合在一起,用于VR相机的使用场景。

这就允许用户来远程移动相机,同时可以做到流畅的、稳定的运动,在场景中不会出现操作员,并且遮挡的地面也比较小–甚至比一台三脚架的遮挡面积还要小–这样在替换地面的内容时会更简单,用LOGO替换的话,需要的面积也更小。你可以逐渐地在场景内策划出运动线路,并且重复这些运动轨迹,就像是使用运动控制摇臂一样。

2.5.2、无人机

无人机是一种非常特别的相机支架。由于无人机的运动会非常颠簸,不够稳定,最初人们认为把VR相机固定在无人机上是一个坏主意。但是后来被证明,如果能够适当的做好稳定化处理,并且按照预先划定的航线来飞行的话,无人机可以拍摄出非常惊人的效果–这会让你感觉你就在飞翔。

通常,相机都会通过某种稳定化系统被倒置着安装在无人机上,就像这张图片中这样。你会希望稳定化系统能够抵消场景中尽量小的运动。很明显,拍摄场景的顶部(就是相机的底部,如果相机倒置安装的话)会包含无人机,但是这在后期处理中会相当容易处理,因为顶部通常都是天空。

你可能需要重新配置无人机,以使其起落架不被拍到。如果你的无人机没有配备可伸缩的起落架,你可以把起落架拆掉,并且让无人机降落在像图片中这样的支架上。这会需要巧妙的降落方法,在风大的地方尤其要小心。

正如在上文介绍索道时那样,相机的重量是首要因素。相机越重,需要的无人机也就越大。更大的无人机还需要特殊的飞行员执照,以及来自FAA的额外的限制。这些会限制你的放飞地点和方式,并且提高拍摄的成本。像这样的拍摄场景,你可能需要使用一台较小的、较轻便的GoPro类相机。

最后,大多数无人机,尤其是那些较大的无人机,会把任何的声音都淹没。你可能需要用画外音或其他音轨来替换掉这些音频。

2.5.3、Clean Plates(简单的说就是补地)

上面所有的这些相机方案都会在某种程度上遮挡住VR相机的拍摄场景。通常地面的场景会被三脚架或滑轨或遥控摄影车遮挡,要抹除或者用logo对其进行覆盖将会是非常必要的。

距离来说,用logo来遮挡对于旅游VR内容或一些新的内容来说是可以使用的,但对于更加影视级或戏剧类的内容来说就不太理想了,在这种情况下,你需要把场景中出现的任何的相机支架都抹掉。根据支架的不同,处理起来可能非常简单,也可能会非常耗时且昂贵。

为了帮助移除任何一种相机支架,强烈推荐你在拍摄时补拍一张地面的照片,也就是被遮挡的部分。这样,你可以把这些照片补在场景中。这种情况下最常见的工具是固定的单反相机,加上广角镜头来拍摄由相机支架遮挡的区域,并且是从相机所在的高度来向下拍摄。

必要时,甚至可以使用iPhone。根据支架遮挡的面积,你需要用单反相机拍摄多张重叠的照片。并且你还需要保证你的脚和影子没有出现在照片中。一个简单的用来clean plates的相机固定支架包含用沙包辅助稳定的C形支架,这样可以避免拍摄到自己。

很明显,如果你需要进行移动拍摄,要进行clean plates工作就会变得更加复杂。根据移动的距离,你可能需要拍摄很多张重叠的照片,我们推荐你每次拍摄时的重叠部分控制在15%-20%,并且形成一个队列,这样在后期处理时拼接起来,就行形成一张移动轨迹图,可以用来抹掉拍摄过程中出现的所有的相机支架。

如果移动的距离实在太长,比如移动上面所提到的Mantis 360陀螺仪稳定器很长一段距离,不妨在支架背面固定一个GoPro或其他小型摄影设备,要么手动,要么按程序来拍摄地面上的内容,以用于后期的地面场景重建。

2.6、防水问题

在水中或水下进行拍摄的情况也经常出现。一些VR内容中最激动人心的场景便是在水下拍摄的–比如面对面观看大白鲨,或者探索大堡礁。不幸的是,许多VR相机设备的复杂性会让水下拍摄变得很难处理,甚至无法拍摄。

2.6.1、雨水

当在拍摄2D的固定画幅内容时,雨水基本不是问题,因为相机可以用防水的油布来遮挡,比如覆盖下镜头,或者使用其他此类方法。但是当拍摄360°内容时就不一样了–油布或其他覆盖物在拍摄到的场景中是可见的,会遮挡住很多的场景。

这会让雨中拍摄,甚至是小雨,变得非常困难。许多相机不仅没有内建的防水机制,甚至仅仅几滴落在镜头上的雨水都会让部分场景变模糊,并且会无法进行拼接。

许多的拍摄工作都因为过于潮湿的天气或者可能会下雨而被取消,即使不会对相机造成破坏。同样,根据你采用的相机支架,即使是雪天也会有很大的风险。以Jaunt One为例,小雪天可能还可以拍摄,但你同样要面临镜头沾水或损坏的风险。在几秒钟之内,雪就会损坏镜头,拍摄就会受到影响。

2.6.2、水下

很明显,对于任何的相机设备来说,在水下进行拍摄都是对相机的终极考验。对于常规的2D摄影设备(甚至是3D相机)来说,有很多的水下保护方案可以使用,并且允许完全浸入水中。但对于VR相机来说,要设计一种类似的保护壳并且不让场景变模糊,或者需要镜头做出妥协,则会更加复杂。通常此类保护壳都是用于GoPro类相机设备,此类设备的一个例子是Kolor Abyss。

不幸的是,大多数水下VR相机目前都只有单视场拍摄能力,不支持更大的360°立体3D设备,这会影响到拍摄内容的冲击力。与鲨鱼面对面就会不那么震撼,因为它不会离你越来越近。这一领域需要更多的选择,并且可用于更大范围的相机设备。

即使你有可以用于水下拍摄的相机,在水下进行拍摄本身也是一个挑战。海水是很难预测并且不可控的,并且海洋生物不会遵循你的相机所需要的拍摄物距要求,所以一些场景可能无法拼接。同时,要控制相机内所有的相机模块也是很困难的,并且你必须特别关注电池寿命和存储卡的空间,因为这些保护壳的拆卸通常都是很麻烦的,会占用你大量的拍摄时间。

Jaunt目前正在研究用于Jaunt ONE相机系统的水下保护方案,因为在水下进行全3D的360°拍摄包含着很大的机遇。水下相机保护领域的很多公司也在寻找用于VR的方案,并且正在为多种相机开发解决方案。

最初发布于2017年2月17日

专访焰火工坊CEO娄池:创业艰难,技术型公司也应该以市场为导向

谷歌Cardboard方案,也就是我们通常所说的VR眼镜盒子,在2016年这个公认的VR元年充满了争议。有人说这种设备太简陋,用户在体验一次之后再也不想碰第二次,但也有人在VR眼镜的生意中赚得盆满钵满。

直到今年三月初,谷歌官方公布了Cardboard销量数据,超过1000万台的数据让VR行业从业者们大吃一惊。这一数据还不包含一众模仿者,毕竟深圳的一款VRBOX出货量就能轻松超越这一数字。

低成本带来了低质量的体验,手机品质参差不齐,VR眼镜盒子也在一些深圳厂商的手中变得越来越廉价,体验越来越差。而谷歌在去年推出的Daydream标准对于普通用户来说又是遥不可及。那么,VR眼镜这条路该怎么走,是跟上谷歌的步伐,抓紧时间做技术升级?还是继续做低质量的VR眼镜,趁着还有市场空间再捞最后一笔?这次笔者专访的这家公司,有着不一样的打算。

3月7日下午,我们来到了焰火工坊的办公地,和焰火工坊CEO娄池聊了聊这一问题。这家公司曾在去年推出了“接近Gear VR”的VR眼镜升级版方案“极幕眼镜”以及一系列的配套软件。他们对VR眼镜持何种看法,对于这个行业的前景又是如何判断的呢?我们一起来看一下。

类Gear VR的眼镜盒子 好硬件和好内容缺一不可

与谷歌Cardboard方案相比,三星与Oculus联手打造的Gear VR头显无论是在硬件规格还是在应用体验上,都要更胜一筹。三星在不断地推出新版Gear VR硬件,与之对应的游戏内容也日趋丰富。受限于网络因素,这款头显在去年年底才正式进入国内市场。与之类似的设备还有小米VR和华为VR。简单地说,这些设备都可以看做是Cardboard的升级版本。而这次笔者专访的焰火工坊,也在研究类似的产品“极幕眼镜”。

但这种看似简单的产品,其中的技术含量远超你的想象。

想要提高Cardboard产品的体验质量,除了提升手机的性能,还有一点必须要做的,那就是对眼镜盒子进行升级。换用高质量的镜片,优化视场角,这些只是表面功夫,要做到减少晕眩和延迟,最重要的还是核心部件:陀螺仪。市面上的同类产品普遍采用了外置陀螺仪方案,极幕眼镜也是如此。在硬件方面,极幕眼镜采用了采样率为1000hz的外置陀螺仪和高性能MCU。结合极幕自研的一整套SDK和算法,能够做到在延迟等重要参数上接近Gear VR。

其次,在内容方面,用户可以在极幕商店中下载定制版的爱奇艺VR、VR热播等应用。国内开发的部分Gear VR游戏也已经移植到极幕OS中,焰火工坊本身也是Gear VR游戏开发商。极幕商店目前提供的游戏已经有数十款,可以说,跟其他做通用型类Gear VR方案的比起来,游戏内容还是相对比较丰富的。并且,目前国行版三星Gear VR可提供的游戏内容还不到这一数量。

对于一款好的VR眼镜产品来说,优秀的硬件产品+丰富的体验内容,二者缺一不可。从近来一段时间的VR设备新品发布会上就可以看到这一趋势,各大厂家除了介绍产品参数之外,还在VR内容方面集中发力,毕竟没有足够多的好内容,玩家是不会买单的。

不过,与Gear VR、小米VR等产品不同的是,极幕眼镜希望能够进入一个泛用的市场,作为Cardboard的替代和升级。也就是说,极幕眼镜不是只为几款机型服务,而是要力求兼容性,将更优秀的VR体验带给更多的手机用户。

一旦选择了这条路,摆在面前的是成百上千款各个品牌的手机,要做到兼容谈何容易。由于安卓系统的开放性,很多厂商对ROM进行了大量的删改,在内部元件的使用上也是偷工减料,以致部分机型无法使用极幕OS,这一点也让娄总很无奈,毕竟凭一己之力无法左右整个行业。

一体机还是眼镜盒子?这家公司有自己的判断和坚持

除了VR眼镜之外,在去年还有一种新的VR设备出现在大家的视野中,那就是VR一体机。简单的说,这种设备就是把手机和VR眼镜做到了一起。体验质量与Cardboard类产品相比并无二致。虽然最近也出现了一些基于高通骁龙820/821/835的一体机,但这些一体机要么价格太贵,要么无法量产。娄总对我们坦言,在去年五月,焰火工坊也曾考虑进入VR一体机市场,并且也曾研发用于VR一体机的ROM,但后来放弃了这一项目。

在娄总看来,VR一体机存在很明显的悖论。

首先,硬件方面,想要体验好,起码要有好的SOC。这些核心部件带来的成本跟手机是一样的,但由于产量小,VR一体机厂商的屏幕组件采购成本和SOC采购成本比手机厂商要高。也就是说,同样的配置,手机一定比VR一体机要便宜。

而在内容方面,目前的VR一体机视频内容和游戏内容基本都是Cardboard版本的移植。在内容和体验质量上,也没有足够的提升。消费者是不会为了这些微不足道的提升而多花钱的,这一点也是从市场角度考虑的结果。

在娄总看来,VR一体机不仅没有存在的必要性,而且在性价比方面也不如一些体验较好的盒子类产品,追赶技术,对于现阶段的VR创业公司而言也不是一个好的选择。所以,焰火工坊的核心定位还是放在类Gear VR的产品上,放弃了VR一体机方案。

实际上,目前采用较高端的SOC,比如基于高通骁龙820/821甚至是835的方案的一体机,还很少见到投入市场。比如采用高通骁龙820方案的酷开VR一体机,以及采用三星Exynos 7420/8890的Idealens K2系列VR一体机,价格都比较贵,且现有的内容仍然以视频类为主,游戏方面还有待补充。不过在笔者看来,此类设备倒是很适合课堂教学等应用场景,毕竟无需手机,且便于教师端进行统一控制。并且在使用过程中不会受到手机来电或短信等其他应用程序的打扰,对于一些特定的应用场景来说,VR一体机还是有市场的。

谷歌推出Daydream平台 移动VR从业者怎么看

谷歌在去年的I/O开发者大会期间,宣布将推出全新的VR平台Daydream,并在年底时开启了售价为79美元的Daydream View头显的销售,谷歌目前尚未公布Daydream View头显的具体销量。虽然体验质量高,但对手机的硬性要求,以及必须要能够连接Google Play,诸多因素让很多用户无法感受到Daydream带来的优秀体验。

并且,根据笔者此前的报道,目前能够符合谷歌Daydream标准的手机只有谷歌自家的Pixel、未上市的华硕Zenfone AR、华为Mate 9 Pro这几款,真的是掰着手指都能数的清。手机价格方面的问题这里就不提了,毕竟现在有钱也买不到。

那么,身为移动VR行业的从业者,娄总是如何看待Daydream平台的呢?

娄总对笔者表示,在他看来,Daydream在短期内不会形成太大的规模,主要原因在于对硬件的要求太高。尤其是对手机屏幕的要求高,即必须要使用OLED屏。而根据近期的一些报道,苹果将在下一款新机型开始使用OLED屏幕,如果真是这样的话,很多安卓手机就会面临无屏可用,或者产能不足的问题。这样一来,符合Daydream标准的手机就会更加捉襟见肘。

另外,娄总还认为,除了硬件要求方面的因素之外,考虑到市场因素,目前盲目追赶Daydream标准也不是一个好的选择。对深圳的一些VR设备厂家来讲,由于Daydream设备成本要高很多,且现阶段符合Daydream要求的手机又极少,即使跟进了Daydream标准,出货量也是个问题。也就是说,Daydream的产品并不能把自己利益最大化,在现阶段自然不会受到追捧。

由于上述原因,Daydream平台或许还需要两到三年的时间才会成为主流标准。不过这种现状也有一个好处,那就是给类Gear VR方案留了一定的时间窗口。该领域的从业者们在Daydream普及之前,可以先积累一些用户基础,到Daydream即将成为主流标准时再考虑产品迭代升级,也是一个不错的方向。

技术型公司也应该以市场为导向

从去年年底开始,VR行业就一直弥漫着“寒冬”般的气氛。投资人对行业不够看好,市场的慢热,都让VR行业从业者们感到了莫大的压力。那么,VR行业的技术型公司,应该怎样应对这一问题?是继续深挖技术,还是快速转型甚至转行去做当今大热的新领域?要生存,这是必须要考虑的问题。

据娄总介绍,从去年年中开始,焰火工坊已经不再把精力放在飚技术上,而是放在怎样跟市场结合。

之所以做出这样的转变,是因为通过对市场的分析,可以发现这样一个有意思的现象:大家一开始都很瞧不起Cardboard类产品,但目前真正靠卖VR设备挣到钱的,还是Cardboard类产品的厂商。这就证明Cardboard的可取之处还是很多的,最重要的,就是价格因素。因而,焰火工坊已经把精力更多的用在适配更多的机型上,而不是用在飚零点几毫秒的参数上,并且也在考虑进一步降低成本。

对市场进行分析之后就可以发现,技术先进的,和市场上卖的好的,未必是一个东西。说到这里,娄总还为我们举了一个例子。

比如,按照我们传统的看法,90度的FOV对于VR头显来说非常重要,90+的视角对于VR头显来说应该是标配。但深圳的厂商会觉得FOV不是特别重要。他们的产品FOV可能会降到70度甚至是60度,但是清晰度会提高一些。因为他们觉得,很多用户尤其是使用1080P手机的用户对清晰度的关注比视场角要更多。这就是典型的以市场为导向。

至于前段时间媒体热炒的深圳厂商用低质量VR眼镜占领市场这一行为,娄总认为,一个产业里面有一些人能够赚钱,必然有他的理由。这种现象至少说明一个问题,那就是现在的用户对价格还是太敏感。他们反而不太关注体验质量。或者说,VR提供的这些功能不足以支撑高价。目前的VR对用户来说还不是刚需,这就决定了用户会更加关注价格。

对于VR行业创业者来说,是以技术为先,还是以市场为导向?这是一个必须要考虑的问题。

或许,创业者们应该更实际一些,打造满足用户需求的产品,再逐渐涉足更新的技术。值得注意的是,经过去年的火热,今年的VR行业从业者们已经冷静了许多。并且我们可以看到一个新的方向,那就是VR与传统领域的结合正在逐渐深入。VR教育、VR直播、VR安全培训等细分行业正在不断涌现,这或许是VR行业创业者们的一个新方向。

最初发布于2017年3月22日