VR體驗中的追蹤定位，現在可以換成低成本的Wi-Fi了

斯坦福大學(xué)研究團隊用Wi-Fi技術(shù)實(shí)現VR應用中的追蹤定位。

在目前實(shí)現的VR游戲體驗中，用戶(hù)佩戴好設備，看著(zhù)系統屏幕投影的虛擬3D世界，然后在規定的區域運動(dòng)。但是限于追蹤限制，用戶(hù)也只能在這塊規定的區域內移動(dòng)。對此，斯坦福大學(xué)的研究團隊開(kāi)發(fā)了一種新型Wi-Fi芯片系統（Wicapture），讓游戲體驗更加自由。

現在常見(jiàn)的VR游戲體驗，為了有效追蹤用戶(hù)肢體上的動(dòng)作，廠(chǎng)家的設計通常是在室內設定好的區域周邊裝配一個(gè)或多個(gè)紅外攝像頭，這樣頭戴設備上的紅外線(xiàn)燈發(fā)出的紅外線(xiàn)就可以被攝像頭捕捉到，從而追蹤玩家前后左右的移動(dòng)。

然而這些系統都存在共同的缺陷：為了保證良好的體驗，用戶(hù)必須在幾平方米以?xún)?，如果走出?lái)則無(wú)法追蹤到。并且，在游戲過(guò)程中必須確保沒(méi)有其他人或障礙物進(jìn)入，以防止信號被阻隔。

為了能夠有更多的自由和更低的成本，斯坦福大學(xué)的研究團隊轉向了普通的無(wú)線(xiàn)電技術(shù)Wi-Fi。不過(guò)，計算機科學(xué)家Manikanta Kotaru指出，雖然Wi-Fi已經(jīng)被廣泛應用，但是它的追蹤準確度達幾十厘米，所以如果應用在VR體驗上，精度不足就是一大缺陷。

為了解決這一問(wèn)題，研究團隊提出了解決方案：一個(gè)標準的Wi-Fi芯片（如手機里的）和兩個(gè)Wi-Fi接收器（類(lèi)似家里的路由器）。

這里，芯片和接收器之間的信號傳輸是通過(guò)高頻傳輸的，為了實(shí)現毫米的追蹤精度，必須要測量出信號從芯片到接收器的傳輸時(shí)間。但是，芯片和接收器的時(shí)鐘頻率是不同的，而且含有Wi-Fi的設備時(shí)鐘大多都不同步。

于是Kotaru利用信號的多徑效應（直接傳送到接收機的無(wú)線(xiàn)電波為直射波，通過(guò)墻壁返回到接收機的信號為反射波）寫(xiě)了一個(gè)算法。該算法同時(shí)追蹤兩個(gè)不同路徑下的信號，通過(guò)多個(gè)發(fā)射機組合，利用三角測量方法實(shí)現對信號的追蹤。

實(shí)驗中，科學(xué)家將Wi-Fi芯片放置在機械設備上，在辦公室角落放置了四個(gè)Wi-Fi發(fā)射機，當他們以各種方式移動(dòng)芯片時(shí)，Wicapture都可以維持1cm的精度；即便當研究人員用家具遮擋發(fā)射機，只要維持兩個(gè)發(fā)射機和芯片有信號聯(lián)系，誤差就可以維持在1.5cm。

對于這一創(chuàng )新，MIT的計算機科學(xué)家Dina Katabi說(shuō)：“將虛擬現實(shí)與無(wú)線(xiàn)傳輸聯(lián)系在一起，這真的是非常棒的做法。”

雖然研究團隊承認，Wicapture的反應時(shí)間比紅外攝像機的反應時(shí)間慢，準確度也沒(méi)有那么高，但是他們認為可以通過(guò)與加速度計相結合來(lái)實(shí)現高精度和低反應時(shí)間。盡管未來(lái)仍需優(yōu)化，但目前，這項技術(shù)其實(shí)已經(jīng)可以使用。

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