Во время стажировки в Oculus Research научный сотрудник Национального университета Тайваня По-Чен Ву (Po-Chen Wu) разработал DodecaPen — пассивный стилус, который состоит из обычной шариковой ручки и напечатанного на 3D-принтере додекаэдра. Это недорогое решение для трекинга и ввода данных в виртуальной и дополненной реальности.
На стороны додекаэдра нанесены графические коды, которые нужны для позиционирования стилуса в пространстве с помощью внешней камеры. Трекинг ведётся по шести осям с субмиллиметровой точностью. Поскольку отслеживается именно геометрическая фигура, с ней можно оцифровывать другие объекты, на которых она закреплена.
Согласно публикации результатов работы исследователя на сайте Национального университета Тайваня, абсолютная точность в 0,4 миллиметра сравнима с точностью системы из десяти камер захвата движения OptiTrack суммарным разрешением 17 мегапикселей. В DodecaPen такой результат достигается на одной серийной камере разрешением 1,3 мегапикселя.
Исследование показывает, что для надёжного отслеживания недостаточно одного определения наклона маркера. Команда использовала комбинацию методов, подробно описанных в документе, включая Приблизительную оценку позиции (Approximate Pose Estimation) и Частое уточнение позиции (Dense Pose Refinement). 12-сторонняя форма фигуры выбрана для сохранения постоянной точности трекинга, поскольку в каждую единицу времени камера видит как минимум два графических маркера.
Ключевым преимуществом DodecaPen является простая конструкция и минимальные требования к электронике. Тем не менее, команда признаёт ограничения и недостатки: подверженность окклюзии из-за того, что применена одна камера, необходимость определённого количества света для поддержания точности. В документе отмечается, что алгоритм компьютерного зрения медленный по сравнению с обычными системами захвата движения на частоте 300-800 Гц, а также по сравнению с Lumitrack — ещё одной недорогой технологией отслеживания. Решение DodecaPen ограничено программным обеспечением распознавания маркеров и размытием от камеры, что приводит к нежелательной задержке.
В заключение говорится, что система «может быть с лёгкостью дополнена кнопками для дискретного ввода и инерциальным измерительным модулем для уменьшения задержек и увеличения производительности». Более сложный стилус также сможет предложить лучшую симуляцию реального рисования, включая чувствительность к давлению и наклону наконечника, что сделало бы его более подходящим для эмуляции карандаша или кисти, а не ручки. Проблемы с окклюзией и освещённостью можно решить с помощью нескольких камер с более качественными датчиками и объективами, но каждое обновление сделает систему дороже и сложнее.
DodecaPen напомнил нам ещё более простой и не менее интересный южнокорейский проект PaperStick, в котором контроллеры делаются из обычной бумаги.
Не пропускайте важнейшие новости о дополненной, смешанной и виртуальной реальности — подписывайтесь на Голографику в ВК, Twitter и Facebook!
Далее: #MadeWithARKit: контроллер дополненной реальности Scroll
А ещё у нас можно арендовать очки и аттракционы виртуальной и дополненной реальности.
