无陀螺,不VR!解读陀螺仪在VR场景中的作用

在VR的场景里,因为需要模拟出头部运动后一些虚拟物体在场景中的位置,所以要实时得到头相对于世界的位置。而陀螺仪就是这个帮助我们在虚拟世界里找到位置的传感器。

  随着VR技术的愈渐成熟,VR体验店越来越多,虚拟现实新科技的触角伸进了广大消费者的生活中,消费享受VR娱乐变得越来越方便。而VR的逼真程度让大多体验者意犹未尽,甚至不少人直接把VR买回家玩。


  在体验的过程当中,可以发现VR眼镜上有一个陀螺仪。对于VR来说,这个陀螺仪至关重要。无陀螺,不VR!

  在VR的场景里,因为需要模拟出头部运动后一些虚拟物体在场景中的位置,所以要实时得到头相对于世界的位置。而陀螺仪就是这个帮助我们在虚拟世界里找到位置的传感器。


  陀螺仪,又叫角速度传感器,是一种用于测量角速度的传感器。目前在VR眼镜或VR头盔里,用得较多的由陀螺仪组成的九轴传感器。九轴传感器指由3轴加速传感器、3轴陀螺仪和3轴电子罗盘组成的传感器。

  通过高性能九轴传感器,VR眼镜或VR头盔能感应出位置动态的变化,且响应反应较快、画面不卡顿、一般情况下也不会产生眩晕感。

  具体的工作原理是:

  3轴加速传感器:用于测量空间中各方向的加速度。它利用一个“重力块”的惯性,传感器在运动的时候,“重力块”会对X、Y、Z方向(前后左右上下)产生压力,再利用一种压电晶体,把这种压力转换成电信号,随着运动的变化,各方向压力不同,电信号也在变化,从而判断加速方向和速度大小。

  3轴陀螺仪:用于测量角度以及维持方向。陀螺仪能检测X、Y、Z方向的角速度,能侦测出物体各方向的旋转,所以能够辨认方向、确认姿态、计算角速度。


  3轴电子罗盘:用于修正补偿。通过操作加速传感器和陀螺仪,基本可以描述设备的完整运动状态。但是随着长时间运动,也会产生累计偏差,不能准确描述运动姿态,比如操控画面发生倾斜。电子罗盘(地磁传感器)利用测量地球磁场,通过绝对指向功能进行修正补偿,可以有效解决累计偏差,从而修正人体的运动方向、姿态角度、运动力度和速度等。

  九轴传感器就能感知到的头盔姿态,从而输出信息到虚拟现实的场景里构建一个与真实世界一样的头部姿态。如果VR设备里没有陀螺仪,我们将不能感应旋转、倾斜,自然也无法实现3D体感控制,体验在虚拟世界里操纵的快感。

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