لكي يعمل الواقع الافتراضي، فإن موضع سماعة الرأس في الفضاء ثلاثي الأبعاد يعد معلومة بالغة الأهمية. يستخدم تتبع الواقع الافتراضي من الداخل إلى الخارج الكاميرات الموجودة على متن الجهاز والتعلم الآلي لإجراء هذا القياس، وسرعان ما أصبح هذا هو المعيار الذهبي لتتبع رأس الواقع الافتراضي.
التتبع الموضعي التقليدي
كانت هناك العديد من الطرق المختلفة لتتبع المواضع للواقع الافتراضي، ولكن عندما نشير إلى تتبع المواضع “التقليدي”، فهذا يشير إلى ثورة الواقع الافتراضي الحديثة، بدءًا من منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، وليس في الأيام الأولى للواقع الافتراضي في أواخر الثمانينيات أو أوائل التسعينيات.
ال جهاز Oculus Rift الأصلي كانت شركة Rift في طليعة هذا الجيل الجديد من سماعات الواقع الافتراضي. تم بناء Rift على تقنيات تم تطويرها للهواتف الذكية، وتحتوي على أجهزة استشعار تسمح بالكشف الدقيق عن الدوران والحركة الجانبية. بعبارة أخرى، باستخدام أجهزة استشعار داخلية، يمكن لسماعة الرأس الإبلاغ عن الدوران ومتى يتحرك للأمام أو للخلف أو من جانب إلى جانب. ما لا يمكنها فعله هو الإبلاغ عن العمق. أي مكانه في الفضاء ثلاثي الأبعاد بالنسبة لنقاط أخرى.
كان الحل الأصلي لـ Rift هو استخدام كاميرا تعقب خارجية. ترى الكاميرا طيف الأشعة تحت الحمراء وعلى سطح سماعة الرأس توجد مجموعة من أضواء الأشعة تحت الحمراء. تتعقب الكاميرا هذه الأضواء، وبما أنها تعرف مقياسها ونمطها الدقيقين، فيمكنها تحديد مكان سماعة الرأس بالضبط بالنسبة للكاميرا نفسها.
وبالجمع بين كل هذه البيانات من المستشعرات، يمكن تحديد المواقع بدقة في أي مكان ضمن الفضاء ثلاثي الأبعاد، على الأقل بقدر ما يمكن للمتتبع الخارجي أن يرى سماعة الرأس. وفي وقت لاحق، قدمت منتجات مثل HTC Vive أجهزة تتبع تعتمد على الليزر على نطاق الغرفة. وتم تركيب هذه الأجهزة على جدران الغرفة وسمحت بتتبع مواقع سماعة الرأس في أي مكان ضمن نطاقها.
التتبع من الداخل إلى الخارج
إن التتبع من الداخل إلى الخارج يقلب السيناريو في الطريقة التقليدية التي وصفناها للتو. لا تزال سماعة الرأس تستخدم تقنية الكاميرا لمعرفة مكانها في الفضاء ثلاثي الأبعاد، ولكن جميع الكاميرات موجودة على سماعة الرأس نفسها.
لا توجد علامات تعقب خارجية، بل تبحث برامج الرؤية الآلية المتطورة عن نقاط مرجعية في الغرفة المحيطة بك. يراقب البرنامج حركة نقاط المرجع هذه ثم يستنتج حركة سماعة الرأس.
تستطيع الكاميرات الموجودة على متن المركبة أن تفعل أكثر من ذلك. فبفضل هذا الوعي المكاني، من الممكن إنشاء حاجز افتراضي قائم على البرامج، بحيث لا تصطدم بالحائط عن طريق الخطأ. وهذا ممكن أيضًا باستخدام أنظمة التتبع على نطاق الغرفة، ولكن ليس باستخدام التتبع الخارجي التقليدي بكاميرا واحدة.
تستطيع الكاميرات الموجودة على متن الطائرة أيضًا تتبع موضع وحدات التحكم في الواقع الافتراضي بدقة بالنسبة لسماعة الرأس. وفي تطور رائع آخر، أصبح من الممكن الآن أيضًا استخدام هذه الكاميرات الموجودة على متن الطائرة لتتبع تتبع يديك العاريتين للتفاعل داخل الواقع الافتراضي. لا حاجة إلى وحدات تحكم!
يمكن أن يوفر التتبع من الداخل إلى الخارج أيضًا شكلًا من أشكال “الواقع المختلط”. أي حيث يتم دمج الأشياء الواقعية والافتراضية معًا كتجربة واحدة. يمكن لكاميرات سماعة الرأس الموجودة على متن الطائرة القيام بأشياء مثل السماح لك برؤية لوحة المفاتيح في العالم الحقيقي عند استخدام تطبيق مثل سطح مكتب افتراضي أو قم بإحضار كرسيك الحقيقي إلى الفضاء الافتراضي لتسهيل الجلوس أو النهوض.
مزايا التتبع من الداخل إلى الخارج
لقد أصبح التتبع من الداخل إلى الخارج سريعًا هو القاعدة بالنسبة لسماعات الواقع الافتراضي وليس من الصعب معرفة السبب. يتمتع هذا النهج بالعديد من الفوائد، ولكن أبرزها الأناقة والبساطة.
في سماعة الرأس مثل Oculus Quest 2، لا يوجد سوى سماعة الرأس ووحدتي التحكم. عند استخدام Quest 2 كسماعة رأس مربوطة، فأنت تحتاج فقط إلى كابل USB واحد. الدخول إلى الواقع الافتراضي سريع وسهل. لست مضطرًا إلى تجهيز المعدات، فقط ضع سماعة الرأس واستمتع. كما أن الانتقال من مكان إلى آخر مبسط بنفس القدر. لا توجد فوضى ولا فوضى مع الكابلات أو الكاميرات أو أجهزة التتبع التي يجب تثبيتها. (حتى إذا كنت تريد استخدام Oculus Quest 2 كسماعة رأس VR للكمبيوتر الشخصي، فيمكنك القيام بذلك باستخدام كابل USB واحد – أو لاسلكيًا.)
كما ذكرنا أعلاه، يوفر التتبع من الداخل إلى الخارج أيضًا فرصًا جديدة لتعزيز الواقع الافتراضي تتجاوز التتبع الموضعي. لقد أصبح ما بدأ كحل لتمكين الواقع الافتراضي المستقل الحقيقي ما يبدو أنه المستقبل المحتمل لجميع سماعات الواقع الافتراضي.
كما حلت خاصية التتبع من الداخل إلى الخارج مشكلة الانسداد، حيث لا تستطيع كاميرا التتبع الخارجية رؤية سماعة الرأس أو وحدات التحكم لأنها محجوبة. أحد الأسباب وراء وجود جهازين على الأقل مثبتين على الحائط بإعدادات بحجم الغرفة هو تجنب حجب أي شيء عن المستشعر.
أفضل سماعة واقع افتراضي بشكل عام
أوكولوس كويست 2
إن سماعة الرأس Oculus Quest 2 هي سماعة الواقع الافتراضي المفضلة لدينا نظرًا لسهولة إعدادها وسعرها المنخفض. فهي تتميز بتتبع من الداخل إلى الخارج، لذا لن تضطر إلى إعداد أي كاميرات منفصلة — ولن تحتاج حتى إلى جهاز كمبيوتر. (ومع ذلك، يمكن لسماعة الرأس Quest 2 أن تعمل كسماعة واقع افتراضي للكمبيوتر الشخصي أيضًا.)
الجانب السلبي للتتبع من الداخل إلى الخارج
إن التتبع من الداخل إلى الخارج تقنية رائعة، ولكن بعض منتجات الواقع الافتراضي الأكثر تميزًا، مثل Valve Index، لا تزال تستخدم أجهزة تتبع مثبتة خارجيًا. إذا كان التتبع من الداخل إلى الخارج رائعًا جدًا، فلماذا لا يكون عالميًا؟ السبب الرئيسي يعود إلى الدقة والوضوح. يتعين على البرنامج الذي يحرك التتبع من الداخل إلى الخارج القيام بالكثير من “التخمين” نظرًا لعدم وجود خوارزمية دقيقة بنسبة 100%. ويقتصر هذا على مقدار الطاقة الحسابية التي تتمتع بها سماعة الرأس، حيث تحتاج تكنولوجيا الرؤية الآلية الأكثر دقة وتطورًا إلى مزيد من قوة المعالجة. بمرور الوقت، تتم معالجة هذه المشكلة ببساطة من خلال مسيرة أداء الكمبيوتر.
ونتيجة لذلك، فإن التتبع من الداخل إلى الخارج على سماعات الواقع الافتراضي ليس دقيقًا أو سريعًا مثل التتبع من الخارج إلى الداخل، ولكنه يلحق بالركب بسرعة وهو جيد بالفعل بما يكفي لدرجة أنك ربما لن تلاحظ أي مشاكل أثناء التأرجح. سيف ضوئي حول أو محاولة الفوز في مباراة ملاكمة افتراضية.