浅谈虚拟现实中用到的五种定位追踪技术
来源：yivian作者：吕雪莹 阅读：3138
　　美国CES着实给全球的电子发烧友们带来了一场饕餮盛宴，各大媒体的直播报道，各个巨头厂商的产品解读，无一不让我们感叹科技的魅力。在数以千计的电子产品中，最吸引眼球的还要数各类VR产品及无人机设备。HTC Vive Pre， Oculus Rift CV1，索尼PSVR这些明星产品都围绕着一个核心&&精准的定位技术。
　　目前世面上的定位技术主要分为：GPS卫星定位、红外定位、激光定位、低功耗蓝牙定位、WiFi定位、超声波定位还有ZigBee定位等等。
　　一、 GPS卫星定位技术
　　GPS卫星定位技术是应用最广的室外定位技术。GPS系统的基本原理在于利用由24颗工作卫星所组成的太空部分，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
　　其拥有全球范围的有效覆盖面积，系统比较成熟，定位服务比较完备，而且免费，可谓是非常理想的室外定位系统。但是其缺点也相当明显：信号受建筑物影响较大，衰弱很大，定位精度相对较低。而且在航线控制区域，它甚至会完全没有信号。所以在VR和精准的飞行器控制方面的应用非常有限。
　　二、 红外光学定位
　　应用这类定位技术最具代表性的产品有Opti Track的光学定位摄像头(诺亦腾的定位方案)。这类定位方案的基本原理简单的说就是利用多个红外发射摄像头、对室内定位空间进行覆盖，在被追踪物体上放置红外反光点(就是我们看到的)，通过捕捉这些反光点反射回摄像机的图像，确定其在空间中的位置信息。
　　这类定位系统有着非常高的定位精度，如果使用帧率很高的摄像头的话，延迟也会非常微弱，能达到非常好的效果。它的缺点是造价非常昂贵，且供货量很小。利于一个帧率在120帧的摄像头，也就是刚好能达到VR应用不产生晕眩感的延迟20ms左右，造价就在1000美刀以上了，而要覆盖一个大概5米x5米的定位空间，一般需要6~10个摄像头，成本之高，可想而知。
　　所以他的应用场景主要在不差钱的影视制作、动画录制等商用方向，而对于我们一般家用基本就不太可能啦。
　　三、 激光定位
　　这类定位技术的代表产品为HTC Vive的Lighthouse室内定位技术和G-Wearables的Step VR产品动作捕捉及室内定位系统。基本原理就是利用定位光塔，对定位空间发射横竖两个方向扫射的激光，在被定位物体上放置多个激光感应接收器，通过计算两束光线到达定位物体的角度差，解算出待测定位节点的坐标。
　　这类定位系统相比之前的两种定位系统的优势在于：
　　成本低：相对昂贵的红外动作捕捉摄像机，利用激光光塔进行动作捕捉的成本就相对低廉很多了。虽然之前高盛对HTC的产品进行估价高达1000美元左右，但是他集成了HMD及运动手柄，单算到定位系统的价钱可能在400美元左右。而G-Wearables的售价可能更能低至千元人民币以下。
　　定位精度高：在VR领域，超高的定位精度意味着卓越的沉浸感。激光定位方案的精度可以达到mm级别，也就成就了HTC我们体验到的非常好的震撼的感觉。
　　四、 可见光定位技术
　　相比二、三两种解决方案，此类解决方案的价钱可就便宜多了，精度相对来说也低了很多，而且受自然光的影响也比较大。和红外定位相似，可见光定位的方案也是用摄像头拍摄室内场景，但是被追踪点不是用反射红外线的材料，而是主动发光的标记点(类似小灯泡)。不同的定位点用不同颜色进行区分。正是因为这种特性，可追踪点的数量也非常有限。
　　然而其算法简单、价格便宜、容易扩展的特性，使它成为了目前VR市场上相对比较普及的定位方案。The Void，澳洲的Zero Latency 和很多国内的线下VR体验店目前都采用的这种方案。
　　五、 低功耗蓝牙定位（iBeacons定位）
　　iBeacons是苹果公司2013年9月发布的移动设备用的操作系统配备的新功能。它的基本原理简单的说，就是利用有低功耗蓝牙(BLE)通信功能的设备(iPhone手机或其他设备)向周围发送自己特有的ID，接收到该ID的应用软件会根据其携带的信息采取一些动作。比如，在构建有iBeacon的商场，用户带着iPhone，走到某个商户门前，就会自动弹出这个商户相应的促销信息。
　　这种定位方案定位精度很低，对设备的要求也比较高，不太适用于VR行业的应用。
　　还有其他一些定位技术，比如Wifi定位、射频识别技术、UWB技术、ZigBee技术等等，但目前为止由于定位精度有限，在VR领域很少被应用。
<input type="hidden" id="all_text" value='　　美国CES着实给全球的电子发烧友们带来了一场饕餮盛宴，各大媒体的直播报道，各个巨头厂商的产品解读，无一不让我们感叹科技的魅力。在数以千计的电子产品中，最吸引眼球的还要数各类VR产品及无人机设备。HTC Vive Pre， Oculus Rift CV1，索尼PSVR这些明星产品都围绕着一个核心&&精准的定位技术。
　　目前世面上的定位技术主要分为：GPS卫星定位、红外定位、激光定位、低功耗蓝牙定位、WiFi定位、超声波定位还有ZigBee定位等等。
　　一、 GPS卫星定位技术
　　GPS卫星定位技术是应用最广的室外定位技术。GPS系统的基本原理在于利用由24颗工作卫星所组成的太空部分，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
　　其拥有全球范围的有效覆盖面积，系统比较成熟，定位服务比较完备，而且免费，可谓是非常理想的室外定位系统。但是其缺点也相当明显：信号受建筑物影响较大，衰弱很大，定位精度相对较低。而且在航线控制区域，它甚至会完全没有信号。所以在VR和精准的飞行器控制方面的应用非常有限。
　　二、 红外光学定位
　　应用这类定位技术最具代表性的产品有Opti Track的光学定位摄像头(诺亦腾的定位方案)。这类定位方案的基本原理简单的说就是利用多个红外发射摄像头、对室内定位空间进行覆盖，在被追踪物体上放置红外反光点(就是我们看到的)，通过捕捉这些反光点反射回摄像机的图像，确定其在空间中的位置信息。
　　这类定位系统有着非常高的定位精度，如果使用帧率很高的摄像头的话，延迟也会非常微弱，能达到非常好的效果。它的缺点是造价非常昂贵，且供货量很小。利于一个帧率在120帧的摄像头，也就是刚好能达到VR应用不产生晕眩感的延迟20ms左右，造价就在1000美刀以上了，而要覆盖一个大概5米x5米的定位空间，一般需要6~10个摄像头，成本之高，可想而知。
　　所以他的应用场景主要在不差钱的影视制作、动画录制等商用方向，而对于我们一般家用基本就不太可能啦。
　　三、 激光定位
　　这类定位技术的代表产品为HTC Vive的Lighthouse室内定位技术和G-Wearables的Step VR产品动作捕捉及室内定位系统。基本原理就是利用定位光塔，对定位空间发射横竖两个方向扫射的激光，在被定位物体上放置多个激光感应接收器，通过计算两束光线到达定位物体的角度差，解算出待测定位节点的坐标。
　　这类定位系统相比之前的两种定位系统的优势在于：
　　成本低：相对昂贵的红外动作捕捉摄像机，利用激光光塔进行动作捕捉的成本就相对低廉很多了。虽然之前高盛对HTC的产品进行估价高达1000美元左右，但是他集成了HMD及运动手柄，单算到定位系统的价钱可能在400美元左右。而G-Wearables的售价可能更能低至千元人民币以下。
　　定位精度高：在VR领域，超高的定位精度意味着卓越的沉浸感。激光定位方案的精度可以达到mm级别，也就成就了HTC我们体验到的非常好的震撼的感觉。
　　四、 可见光定位技术
　　相比二、三两种解决方案，此类解决方案的价钱可就便宜多了，精度相对来说也低了很多，而且受自然光的影响也比较大。和红外定位相似，可见光定位的方案也是用摄像头拍摄室内场景，但是被追踪点不是用反射红外线的材料，而是主动发光的标记点(类似小灯泡)。不同的定位点用不同颜色进行区分。正是因为这种特性，可追踪点的数量也非常有限。
　　然而其算法简单、价格便宜、容易扩展的特性，使它成为了目前VR市场上相对比较普及的定位方案。The Void，澳洲的Zero Latency 和很多国内的线下VR体验店目前都采用的这种方案。
　　五、 低功耗蓝牙定位（iBeacons定位）
　　iBeacons是苹果公司2013年9月发布的移动设备用的操作系统配备的新功能。它的基本原理简单的说，就是利用有低功耗蓝牙(BLE)通信功能的设备(iPhone手机或其他设备)向周围发送自己特有的ID，接收到该ID的应用软件会根据其携带的信息采取一些动作。比如，在构建有iBeacon的商场，用户带着iPhone，走到某个商户门前，就会自动弹出这个商户相应的促销信息。
　　这种定位方案定位精度很低，对设备的要求也比较高，不太适用于VR行业的应用。
　　还有其他一些定位技术，比如Wifi定位、射频识别技术、UWB技术、ZigBee技术等等，但目前为止由于定位精度有限，在VR领域很少被应用。' />
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养一只这样的AI宝宝 教TA下棋然后吓死自己
作者： 来源：
柯洁携AlphaGo刷了几天屏了。人类输给自己是迟早的和铁定的事情。难过或者淡定都是一个结局。出乎意料的或许是人类最后明白这个结局的方式，我不认为就'...
柯洁携AlphaGo刷了几天屏了。人类输给自己是迟早的和铁定的事情。难过或者淡定都是一个结局。出乎意料的或许是人类最后明白这个结局的方式，我不认为就只有跟电脑下棋一种。比如10年后，生于1997的柯洁有个以假乱真的“儿子”，从教给TA认围棋这两个字开始训练下棋，若干年之后这个“儿子”如果赢了柯洁，后者恐怕会感到很欣慰而不是沮丧。这就是人类的“天性”。当你亲手养育独属于自己的“智能”长大，即使非常明白这是一个耗时漫长的“自我灭亡过程”，也会用种种“以爱为名”的人类特有的情怀来孵育自己的勇气和坚持（高价学区房或者不惜一切代价培养后代的家长共勉）。来，测试一下你面对这枚AI 宝宝的反应今天外媒科技网站大面积发布了这样一个视频：一家名为Soul Machines 的人工智能公司，研发了一只人工智能小孩，从视频看，这枚AI baby在电脑上与人不仅能有智能上的交流，还能发生情感上的互动。当试验者像教育人类的孩子一样跟这个 AI baby玩“看图识字”时，这个逼真度十足的“孩子”不仅能从文字和图像上辨别事物，还能做出各种类似“困惑”、“思考”的表情。至少笔者看得一脸胆战心惊——虽然面对真孩子往往也有这种反应。Soul Machines的创始人Mark Sagar说，在测试者中大概有10%－15%会感觉“毛骨悚然”（最先感觉到危机的总是少数人），其余人则对这张脸没有感觉不适。相反，当这枚 AI baby开始委屈或者哭泣时，某些人甚至会像对待人类的宝宝一样做出情感上的反应（哄它？）而这正是Soul Machines研发制造 AI 的理念：并非像谷歌的那只“狗”一样，初涉人间就一副世外高人的“人设”，让人类的娇子们啜泣不已，自然会遭遇人类的恐慌情绪。Soul Machines的计划是：·在未来12-18个月内会建立一个开放式的“内容平台”，让人们自主去创建自己的化身，对于这个“创建自己的阿凡达平台”的用户来说，这就像给自己做了一个在线的“现实表情包”，自己去创建和不断修正自己虚拟形象的一颦一笑。·这项技术还可以让人们“养育”属于自己的AI宝宝，就像父母养育自己的孩子一样，教给TA学习人类所掌握的一切知识和熟悉人类社会的生存法则。这些AI宝宝就是一台台“学习机器”，分别由每一位创建者负责教养——用人类培养自己孩子的方式训练AI。“这就像父母教育孩子长大，这是一个彼此影响的互动过程。创造了一种非常自然的让人们教育电脑的方式。”——Mark Sagar降低人类对AI的性能期望，降低“恐怖谷”效应Mark Sagar并不担心我们此前在创建真人虚拟形象时，一直存在的“恐怖谷”效应：“人类的大脑在判断自己面对的对象是否有生命时所给予的反应是不同的。相比你看着一双卡通眼睛，你看着一双有生命的‘真实’的眼睛时会更有互动的反应。”相比之下，我们有闲心时才搭讪的小冰、Siri、谷歌助理都是傻孩子了。虽然谷歌和微软的AI“饲喂”过程，也是通过大量与人类用户的互动实现机器学习的目的。但Soul Machines是从降低人类对AI的性能期望上入手：用人类自主意识启发的认知模型制作，因而拥有最逼真的交互功能，面对一枚人畜无害的“宝宝”，像父母那样注入情感去教育和训练。而且这不像面对柯洁的“狗”，对人类有一种世外高人突然降临的智力碾压。按照Mark Sagar的理论，AI宝宝从形象到情感、智能都是你自己塑造、交互训练出来的。这个过程是微妙和相互的。意味着最后无论你教育出一个是否比自己更了解自己的机器，你都不会有情感上的抗拒或者柯洁式的挫败感。所谓“恐怖谷”效应也自然会消弥。创始人也是混电影圈的不知其他人怎么想，笔者觉得这创始人的想法跟“恐怖谷”一样令人毛骨悚然。这简直就是一个“人工孩子孵化工厂”好么？Soul Machines的创始人Mark Sagar是新西兰奥克兰大学的副教授，也是一位奥斯卡小金人得主，为《金刚》和《蜘蛛侠2》的动画形象制作了逼真的表情动作。目前我们看到的这枚AI宝宝，是Sagar在自己的实验室里，通过动画技术创建的人类动作，而并非计算机通过神经网络习得。Sagar实验室涉及的领域和科学研究人员包括情感算法、生物工程、理论神经科学和AI等。养娃是个很昂贵的事情，如果有“人工孩子孵化工厂”，人类会多大程度上接受？创建各款阿凡达Soul Machines的这项技术其实已经进入市场应用。该公司曾经为一档儿童电视节目制作过一个虚拟的化身。还为澳大利亚的一个政府公益项目制作过虚拟形象——一个由凯特大魔王（著名影星Cate Blanchett）配音的“阿凡达”。不用说，这项技术在VR，教育，娱乐和游戏等领域都有十分广阔的应用前景。以及能够担当各种各样的虚拟助手或者客服人员等。当你看着自己的阿凡达时 &它正忙着在分析你的情绪对人类情感做出反应，是Soul Machines制作的这些阿凡达的一个重要功能：它们通过摄像头跟踪人类的面部表情，来回应人类的情绪。而这或许是未来Soul Machines最有价值的所在。如同共享单车在积累我们公共出行的数据。Soul Machines收集的是人类面对不同事物和现象时的情感数据。设想一下：当Soul Machines的这些阿凡达虚拟头像被设置在商店橱窗或售货亭里，当你们“四目相对”的时候，它几乎就在秒读你看到货架上的商品或者广告时的情绪反应。它甚至还可以即时做出对这些情绪的反馈。不论是分析客户心理还是就这些心理实时进入一个“心理营销”的个性化广告时段，这项技术几乎都能让商品信息完美而不露痕迹地“走入顾客内心”。比如看着可乐罐时你的心里觉得太不健康，被可口可乐货架上的Soul Machines阿凡达解读后，会立马奉上零卡路里版。然后它还能记住你的选择倾向性，这些数据被收集和保存，建立个性化数据库。用于日后针对你的“度身定制”的营销或影响。所谓生物识别技术以及AI最佳响应，其实细思恐极。数字鬼魂然而最恐怖的其实并不是这些世俗意义上的应用。Sagar甚至表示，未来主义或者科幻一些的角度来看，他可能会进一步考虑通过情感算法、阿凡达和AI技术的集合，设计出能够模仿现实中人的语气、风格和词汇的“东西”，这个“东西”甚至可以是已经死去的人。看到这里，如果你依然认为这是科幻小说（电影）情节的话，那么看看南加州大学干的这一票：在南加大的一个名为The New Dimensions in Testimony的项目中（‘证词的新维度’是一个记录和展示证词的技术项目，通过7台摄像机和ICT的Light Stage技术，创建一些亲历过灾难性事件的幸存者的全息影像，让未来的人们可以通过与这些全息影像进行对话。了解和学习历史）。通过全息影像与NLP的结合，人们可以直接与虚拟的影像对话。或许有人体验过数字王国制作的邓丽君的虚拟演唱会，试想一下这个全息的邓丽君会跟你实时对话的场景吧。更惊悚的例子：一位创始人利用过去的聊天记录，通过神经网络“复活”了自己已经去世的合伙人（遇见难题是不是还能有个一起想辙的）？！好吧，这已经是《黑镜》的桥段了，我们拒绝再想下去。但是Soul Machines和Mark Sagar都很乐意继续下去……Sagar管这个叫“数字鬼魂”或者“虚拟灵魂世界”：“我非常有兴趣把这些技术结合起来，我认为这很迷人。一旦你能创建一个虚拟头像，再加上那些已经存在的‘历史资料’，你基本就可以创造出一个‘数字鬼魂’。而我们日常生活的每一秒实际上都在创造着这样一个‘虚拟灵魂的世界’。”从一枚看起来傻乎乎的无害的AI宝宝开始，到最后的“虚拟灵魂世界”。不要觉得《黑镜》只是一个作为谈资的预言。柯洁的眼泪或许也不仅意味着人类智能的挫败感。人类的未来结局真的不仅仅只有输棋一种。落子失算是我们开始布局那天就注定的事情。更多关于资讯，请继续关注()。
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