3-DOF VS 6-DOF uitgelegd

Er zijn verschillende factoren die bepalen of een VR bril geschikt is voor jou of niet. Denk bijvoorbeeld aan de resolutie van de bril of het gezichtsveld. Maar ook de manier van tracking kan een VR bril onderscheiden. Sommige headsets kun je direct opzetten en begin je gelijk met spelen, terwijl je met andere headsets een ingewikkelde setup moet opzetten. Maar hoe werken de manieren van tracking precies? En wat zijn de voor- en nadelen ervan?

De meeste mobiele headsets - met uitzondering van de Oculus Quest en Vive Focus Plus - maken gebruik van rotationele tracking (3 DoF). Je kunt met deze headsets omhoog en omlaag kijken, naar links en naar rechts, en je kunt je hoofd kantelen. Maar als je naar voren of naar achteren probeert te leunen, of de positie van je hoofd beweegt, wordt deze beweging niet gevolgd. De hele virtuele wereld beweegt in dit geval met je mee, in plaats van dat jij in de virtuele wereld beweegt. Ditzelfde geldt voor de controllers.

Voor zittende VR content is dit geen probleem, maar wanneer je een VR bril met room-scale wilt gebruiken breekt dit de immersie. Je kunt tenslotte niet in de virtuele wereld rondlopen of je handen gebruiken om iets te doen.

VR brillen die je op een computer aansluit, en de eerder genoemde Oculus Quest en HTC Vive Focus Plus, maken gebruik van positionele tracking (6 DoF). Hiermee kan de gebruiker zich daadwerkelijk door de virtuele omgeving verplaatsen. Als de ruimte het toelaat, kun je zelfs door de kamer heen lopen (room-scale). Als de controllers ook 6 DoF zijn, kun je rechtstreeks met virtuele objecten communiceren. Je kunt namelijk je handen van boven naar beneden en van voren naar achteren bewegen, waardoor je alle bewegingen kunt maken die je in de echte wereld ook zou maken.

• Oculus Go;
• Google Cardboard;
• Samsung Gear VR;
• Google Daydream.

• HTC Vive Pro & Pro Eye;
• Oculus Rift S en Oculus Ques;
• Valve Index;
• WMR-brillen.

Rotationale 3 DoF tracking wordt altijd gedaan met een gyroscoop. Maar positionele 6 DoF tracking ligt wat ingewikkelder. Er is nog geen industrie standaard voor de ‘perfecte’ manier van positionele tracking. Daarom gebruiken bijna alle VR brillen een andere vorm van tracking. De verschillende vormen van tracking brengen verschillende voor- en nadelen met zich mee. Denk hierbij aan de kosten, het instellings gemak, de grootte van de tracking omgeving en de compatibiliteit met andere VR systemen.

Oculus Rift was enkele jaren geleden één van de pioniers van virtual reality. Het doel was om een goede VR bril te maken voor een relatief goedkope prijs, zodat consumenten konden genieten van high-end VR kwaliteit. De concurrentie, zoals HTC en OptiTrack, lag prijstechnisch namelijk een heel stuk hoger.

De Oculus headset en controllers hebben een aantal infrarode LED-lampjes onder het plastic zitten. De externe sensoren die je gebruikt bij het opzetten van de Oculus Rift kunnen deze LED-lampjes zien en sturen deze informatie door naar de computersoftware. Hierdoor weet de computer - en daarmee de VR game - precies waar de Oculus headset en controllers zich bevinden in de ruimte. De nieuwe Oculus Rift S maakt inmiddels gebruik van een andere manier van tracking, maar gebruikt nog steeds dezelfde methode om de touch controllers te volgen vanuit de headset.

Playstation VR werkt - net zoals de Oculus Rift CV1 - met camera sensoren, maar in tegenstelling tot de Rift maakt PSVR gebruik van tracking in het lichtspectrum. De Playstation 4 ‘camera balk’ bevat twee uit elkaar geplaatste sensoren. De camera is verbonden met de Playstation, die de beeldgegevens gebruikt om de blauwe lichtstrips op de headset en de lichtbollen op de controllers te volgen.

Basisstations - ook wel lighthouses genoemd - worden aan tegenovergestelde bovenhoeken van de kamer geplaatst. Ze zenden een laserstraal uit over de gehele ruime. Dit gebeurt 1 as per keer, dus herhaaldelijk van links naar rechts, en vervolgens van boven naar beneden. Voor iedere beweging geven ze telkens een krachtig IR-lichtflits af.

De VR headset en de controllers bevatten een chip die de tijd tussen de IR-flitsen en het raken van de laserzwaai op iedere as meet. Op deze manier kan positie in een grote ruimte zeer nauwkeurig worden bepaald.

Bij inside-out tracking zit er een camera in de headset. Deze camera bekijkt de gehele ruimte en kan op basis van de ruimte een nauwkeurige inschatting geven van waar de headset en de controllers zich bevinden.

Om de controllers te tracken werken de systemen op dezelfde manier als de eerder genoemde ‘constellation’; met zichtbaar licht of met infrarood licht onder het plastic van de controllers. De camera in de headset kan dit licht opvangen en weet zo waar de controllers zich bevinden.