Caliber移动VR位置追踪系统体验：移动VR终于不再只是“看片神器”？

虚拟现实在人们的想象中，至少应该像现实那样让用户自由行走。这样的功能在 PC 端 VR（比如 HTC vive）中已经实现，但在虚拟现实另一大主力“移动 VR”中却迟迟不见踪影，也致使这类设备被贴上“看片神器”的标签。而目前，以智能手机为平台的移动 VR 占有 90%的 VR 用户量。如何实现移动 VR 空间的位置追踪，对移动 VR 甚至整个 VR 产业都至关重要。

近日，国内三维空间定位技术研发公司 凌宇智控 在北京发布了旗下硬件品牌 Caliber VR 的第一款样机 Cobb，主打全沉浸式移动 VR 空间定位与交互。可以实现同时对头部、双手的毫米级位置追踪，而最关键的是其价格非常便宜，Caliber VR CEO 张道宁表示“整套设备最终售价将绝不高于 100 美元。”而与之对比的则是 lighthouse 系统，张道宁表示其仅仅一套手柄和基站的单价都预计在一千元以上。

Caliber VR 现场展示的工程机 Cobb 由 1 个定位基站、1 个头盔定位器和 1 个交互手柄组成。而未来的版本交互手柄则将变为两个。

Caliber VR 体验如何？

Caliber VR 一直强调便携性，“我们希望它甚至可以直接装进口袋里，拿出来即可使用。”CEO 张道宁如此表示。而在发布会现场，动点科技所看见的工程机产品也的确比较小。除了定位基站只有手机般大小以外，其控制手柄也明显比 Vive 的手柄小巧，该手柄前端有一个小球，上面分别集成了光学传感器与超声波传感器。而在手托部分，最明显的就是正面的前后左右方向键，其具体功能也可以在具体游戏中定制，另外，在手柄背部还有一个扣扳键，相信是为了枪击游戏而专门设计的。

移动 VR 相对于 PC 端 VR 最大的优势就是在于其小巧便携，价格也很便宜。因此，移动 VR 位置定位与追踪系统同样必须符合便携与低价这两个条件。可惜的是，目前市面上已有的解决方案并不完全符合这两个条件。

体验中，我们试玩了一款类似于俄罗斯方块的游戏，将定位基站放在用户前面的柜子上，佩戴好贴有头盔定位器的 VR 眼镜，拿上手柄即可开始玩游戏了。

游戏设定在了一个堆满各种形状的俄罗斯方块的房间内，房间的一个角落设置了一个如下图的网格，用户可以自由走到“房间”的其他位置，并用手柄从拿起该位置的方块，最后回到网格处，在相应位置将方块放下，用户甚至可以通过扭转手腕的方式调整方块的姿态。值得注意的是，图中央位置有个黑色的小点，其代表了现实中定位基站的位置。

据介绍，理论上，Caliber VR 的定位范围可达 4m*4m；定位精度小于 2mm；刷新率 60HZ；定位延迟小于 20ms，其在性能上能够满足实际 VR 的体验需求。

从体验结果来看，用户可以自由在虚拟世界中行走，并准确拿到方块。不过，除了头盔定位器放在 VR 眼镜上显得较为沉重之外，延迟过高造成的眩晕也让人有点受不了。张道宁这样解释：“工程机采用蓝牙传输，其本身就自带了 50ms 左右的延迟。但未来量产时我们将采用 OTG 接口，其理论延迟几乎为零。Gear VR 3 代就将开放 OTG 接口。”张道宁显然对延迟问题并不担心。

另外，该设备由于只有一个定位基站，并不能 360 度无死角地定位追踪，身后被遮挡的部分便无法定位，显得有些美中不足。

不过，总的来说，这款产品已经能够完成移动 VR 的空间定位与追踪。当然，由于延迟问题以及非 360 度追踪，其体验效果并非完美。

现有方案能够解决移动 VR 的位置定位与追踪问题吗？

而头盔定位器的长度也仅仅只有三星 Gear VR 一半左右，上面同样集成了一个与手柄相同的定位球。工程机阶段，该定位器通过双面胶贴在 VR 眼镜上面，佩戴起来略显沉重，据介绍，未来量产阶段，对方将会考虑其它更加友好的佩戴方式，甚至将其佩戴于头顶。

首先是 HTC Vive 的 Lighthouse，Lighthouse 定位基站其实是一个激光发射器，其里面有 2 个高成本的电机以达到对转速和相位精确的控制。另外它还需要多个比较昂贵的 FPGA 芯片，同时对这几十路光电信号进行高实时性的信号处理，处理完的结果还不是定位数据，它还要传到 PC 上进行更复杂的运算得到头盔和两个手柄位置信息。因此，HTC Vive 的基站售价都在一千元以上。

最后，它的头盔和手柄上都需要大量的光电传感器， 对设备体积有一定的要求，不可能做到更小，这直接就影响到了便携性。

第二个是 Oculus Rift 采用的“星座”系统 ，这项技术在数学原理上和 Lighthouse 是一样的，其在头盔上和手柄上大面积分布被严格同步编码的主动发光 LED，再采用一个连接到 PC 的红外高速摄像头去捕捉这些发光点，然后用 PC 进行计算机视觉的解算，从而计算出头盔和手柄的空间位置。因此，和 Lighthouse 一样，“星座”方案也同时面临成本和体积的问题。

第三是 PSVR 采用的双目摄像头追光球的技术 ，该技术的定位原理是基于双目摄像机的三角定位，索尼采用 PS4，把双摄像头的双目图像进行一个计算机视觉解算，算出几个不同颜色的手柄和头盔的空间位置。

但由于在数学原理上其依赖于三角定位，当双目摄像头的间距缩小的时候，其定位精度会以一个指数型的衰减。如果我们把这两个摄像头放远一点，那这个定位器势必是一个体积很大的东西，从而丧失了便携性。那么如果将其强行放小一点、放近一点、那就必须大幅度地提高两个摄像头的像素，与之配套的，还需要对处理这两个高清摄像头的高性能计算芯片做进一步升级，成本也将大幅度增加。

第四是 Intel 最近发布的 Alloy，它采用的是 SLAM 定位技术，这也是 Intel 又一次把自家的 Realsense 传感器试图应用在 VR 领域的一次尝试。但 SLAM 只能够定位自己头盔的位置，而且它在定位的精度、定位的刷新率、最重要的是定位的延迟和抗干扰能力是完全没有办法和上面 3 个产品站在一个水平上的。

第五个是光学动作捕捉设备， 一套设备几十万，目前主要运用于 VR 线下体验馆，成本上肯定不适合移动 VR。

最后一个是 UWB——超宽带定位技术 ，其定位的原理其实也很简单，就是利用信标发出的脉冲到达基站的飞行时间来解算位置。这项技术被广泛应用于大型的厂房对叉车进行定位，以及大型的监狱对犯人进行定位。这是一种大场景的、精度在几十厘米量级的这样一种定位方式。同时，这种定位基站也要几万块钱，不管是在体验上还是在成本控制上都是完全不合移动 VR 的要求。

刚面世，便遭受质疑

不得不说，Caliber VR 虽然已低成本解决了移动 VR 的空间定位问题，但其定位基站长得还真像是 Lighthouse 定位基站，两者皆为方形设计，只不过 Caliber VR 的基站明显比 Lighthouse 要小，仅仅比一部 iPhone6s 只大一点点。另外，在使用方法上，而者也有一定的相似性：Lighthouse 放置在房间的对角线两端靠上，需要向下倾斜放置；Caliber VR 仅仅只需要一个基站，端正地放置在用户前面的与人身高差不多的地方即可。而有消息称，Lighthouse 也是可以仅使用一个基站实现定位，只不过 HTC 为了消除遮挡才用了两个基站。

可能也正因为如此，有媒体很快便爆料 Caliber VR 涉嫌抄袭 Lighthouse 的技术 。不过，Caliber VR 很快也对此进行了解释，并做出下图详尽描述了二者的区别。

Caliber VR 官方表示，不同于 Lighthouse 激光是其技术核心，Caliber VR 综合利用声、光、电三种方式定位，而其最核心的地方则是在于声波上，“我们通过向空间发射经特殊处理后的声波信号来实现精准定位。主要基于三维极坐标定位，而 Lighthouse 则是通过头盔以及手柄上的大量光电传感器获得（至少 5 路）方向向量，并对其解算从而得到刚体的位置，Lighthouse 并不能得到某一个光电传感器的距离。”Caliber VR 合伙人徐晨如此表示。

由于目前 Caliber VR 以技术保密为由并不愿透露太多技术细节，不过读者或许可以从已有信息中寻得蛛丝马迹，并得到自己的答案。