Система отслеживания движений головы
Система отслеживания движений головы — устройство ввода информации в персональных компьютерах, преобразующее движения головы пользователя в координаты. В потребительских системах применяются те же технологии, что и в motion capture, но оптимизированные под низкую цену. Впрочем, и движение требуется отслеживать лишь в ограниченном пространстве перед компьютерным монитором.
В русском языке отсутствует краткое наименование этого устройства; игроки обычно его называют «трекером».
Применение
- В шлемах виртуальной реальности трекер отслеживает движения головы, и соответственно изменяется изображение в шлеме.
- Для людей с ограниченной подвижностью как замена мыши.
- В симуляторах для имитации поворотов головы. Особенно это важно в авиасимуляторах, где вражеский самолёт может находиться в любом направлении от вас. Для того, чтобы пользователь не отворачивался от экрана, система настраивается так, что небольшой поворот головы соответствует повороту камеры на 180°.
- В трёхмерном программном обеспечении для имитации трёхмерности «заэкранного» мира — при поворотах, наклонах и т. д. изображение на экране подстраивается так, что возникает иллюзия, что пользователь смотрит через окно-монитор на трёхмерный объект — см. WideGlance[1].
Принцип действия
Маркер и датчик
На голове пользователя крепится маркер. В зависимости от применения, он может наклеиваться прямо на лоб, крепиться к наушникам, к кепке и т. д. Неподвижный датчик отслеживает движения маркера. Отслеживание маркера может быть электромагнитным, лазерным, оптическим или ультразвуковым.
Маркер может быть активным и пассивным. Активный маркер имеет встроенный излучатель (соответственно, он либо имеет встроенный источник питания, либо привязан проводом к основному блоку). Пассивный маркер отражает видимый или инфракрасный свет.
Теоретически возможна (но не применяется в потребительских устройствах) система с неподвижными маркерами и закрепляемым на голове приёмником.
Инерциальное отслеживание
В этом случае на голове пользователя крепится отслеживающий блок с гироскопами и акселерометрами (как в шлемах виртуальной реальности). Привязка к неподвижному маркеру такому устройству не требуется.
Примеры
TrackIR
TrackIR применяет инфракрасную камеру с подсветкой инфракрасными диодами; в качестве маркера используется специальная отражающая наклейка. Также в некоторые комплектации TrackIR входит кепка с двумя вшитым маркерами (на козырьке и сзади — для тех, кто носит её козырьком назад). TrackIR отслеживает движение по 6 степеням свободы — это позволяет, например, «перегнуться через борт». В мире авиасимуляторов считается high-end. Недостаток — высокая цена.
RUCAP UM-5
Перспективный проект, не выведенный в массовое производство. В RUCAP применяется активный ультразвуковой маркер[2]. Движение головы отслеживается с высокой точностью по шести степеням свободы. Маркетинг предлагает использовать RUCAP вместе с фирменной технологией WideGlance, которая превращает монитор в окно между реальным и виртуальным мирами, благодаря чему пользователь сможет смотреть на виртуальный мир и изменять вид через дисплей своего монитора так же, как через обычное окно на улицу.
Характеристики: cкорость реакции — 160 кадров/с; точность по осям X, Y, Z — 1 мм; точность по углам — 1 градус; размер рабочей зоны: по расстоянию — 0,2—1,7 м, по ширине — 1,0 м.
RUCAP UM-5 можно использовать с любыми играми и 3D-приложениями, поддерживающими технологию WideGlance. По-видимому, также будет традиционный для симуляторов режим «поворота головы».
Cam2Pan и аналоги
Cam2Pan — shareware-программа, применяющая для отслеживания движений головы веб-камеру[3]. По заверениям разработчика, Cam2Pan может работать без всяких маркеров, однако отражающая наклейка или яркий светодиод улучшает отслеживание.
FreeTrack — открытая альтернатива Cam2Pan. Лица не распознаёт, но позволяет использовать сборку из трёх светодиодов для отслеживания движений головы по шести координатам.
HeadJoy и производные
HeadJoy[4] — устройство, разработанное российскими энтузиастами, предположительно на основе открытого USB-джойстика MJoy. Имеет активный маркер с четырьмя светодиодами, закрытыми специальной шторкой; приёмник сравнивает интенсивность света от каждого из них и соответственно вычисляет поворот головы пользователя. Работает по трём координатам — поворот головы и приближение к экрану.
Также существуют несколько клонов HeadJoy, работающих по тому же принципу.
Самоделки на основе Wii Remote
С самого выхода приставки Nintendo Wii начались попытки[5] применить пульт от неё (Wii Remote) в качестве трекера головы. Несмотря на низкую цену, Wii Remote содержит ИК-камеру высокого разрешения со встроенным ПЛИС-фильтром, вычленяющим из изображения яркие точки, простейший трёхосный акселерометр и Bluetooth.
По состоянию на конец 2008 года, Wii Remote как трекер полностью поддерживается программой FreeTrack.
Профессиональный трекинг A.R.T
A.R.T. — профессиональная система трекинга, применяющаяся в научных исследованиях, системах виртуальной реальности для разработки сложных технических изделий (авиакосмическая и автомобильная промышленность и т. д.), медицине и робототехнике. Система построена на инфракрасном оптическом принципе. Также A.R.T.[6] может работать в режиме motion capture.
Примечания
См. также
 | Это заготовка статьи об информационных технологиях и вычислительной технике. Помогите Википедии, дополнив её. |