Systémy souřadnic

Funkce HoloLens (1. generace) HoloLens 2 Moderní sluchátka
Statický rámec odkazů ✔️ ✔️ ✔️
Připojený rámec odkazu ✔️ ✔️ ✔️
Rámec fáze reference Ještě není podporované Ještě není podporované ✔️
Prostorové kotvy ✔️ ✔️ ✔️
Územní mapování ✔️ ✔️
Porozumění scény ✔️

Škála hybridních výsledků realit

Aplikace hybridních realit můžete navrhovat pro širokou škálu uživatelských prostředí, od 360. video čtenářů s použitím orientace náhlavní soupravy na celé špičkové aplikace a hry pomocí prostorového mapování a prostorových ukotvení:


Škála zkušeností Požadavky Ukázkové prostředí
Pouze orientace Orientace náhlavní soupravy (zarovnané na závažnost) Prohlížeč videa 360 °
Upevněné – škálovatelné Nad a – pozice sluchátek na základě nulové pozice Herní hra nebo simulátor místa
Stálá velikost Počátek sestavování s podlahou a fází Akce hry, kde jste se odhráli a je zesvětlit
Škálování místnosti Další mnohoúhelníky s vazbou na fáze plus Hra skládanky, kde se provedete kolem skládanky
Na světovém měřítku Prostorové ukotvení (a obvykle prostorové mapování) Hra s Enemies přichází ze skutečných zdí, jako je RoboRaid

Výše uvedené tarify se dostanou nad model "vnořování Dolls". klíčovým návrhem pro Windows Mixed Reality je daná náhlavní souprava podporuje aplikace vytvořené pro škálu cílových zkušeností a všechna menší měřítka:


sledování 6DOF Definováno podlahovou základnu 360 ° sledování Definované meze Prostorové kotvy Maximální možnosti
Ne - - - - Pouze orientace
Ano Ne - - - Sedící
Ano Ano Ne - - Trvalé – přeposílání
Ano Ano Ano Ne - Stálého – 360 °
Ano Ano Ano Ano Ne Prostor
Ano Ano Ano Ano Ano World

Rámec fáze reference se v HoloLens ještě nepodporuje. aplikace škálované místností v HoloLens v současnosti potřebuje k nalezení podlah a zdí uživatele použít prostorové mapování nebo porozumění scény .

Prostorové souřadnicové systémy

Všechny aplikace 3D Graphics používají systémy souřadnic kartézském k odůvodnění pozic a orientací virtuálních objektů. Tyto systémy souřadnic zřídí 3 kolmé osy, podél kterých se umístí objekty: osa X, Y a Z.

Ve smíšené realitěvaše aplikace vypříčiní virtuální a fyzické systémy souřadnic. Windows volá systém souřadnic, který má skutečný význam ve fyzickém světě systému prostorové souřadnice.

Prostorové souřadnicové systémy vyjadřují hodnoty souřadnic v měřičích. To znamená, že objekty umístěné dvě jednotky, které se nacházejí v ose X, Y nebo Z, se při vykreslování v hybridní realitě zobrazí 2 měřiče od sebe navzájem. Díky tomu můžete snadno vykreslovat objekty a prostředí ve skutečném měřítku.

Obecně platí, že systémy souřadnic kartézském můžou být buď pravé, nebo na levé straně. prostorové souřadnicové systémy na Windows jsou vždy napravo, což znamená, že kladné body osy X jsou pravé, kladné body osy Y (zarovnané na závažnost) a kladné body Z osy Z k vám.

V obou druzích systémů souřadnic se kladná pozice osy X napravo a kladné body osy Y. Rozdíl je bez ohledu na to, zda kladné body Z osy Z vás nebo mimo ni. Mějte na paměti, že směr pozitivních bodů Z osy Z ukazuje na prsty buď vlevo, nebo na pravé straně v kladném směru X a jejich otočení na kladný směr Y. Směr souřadnicových bodů, ať už směrem od vás nebo od vás, je směr, který představuje kladné body Z osy Z tohoto systému souřadnic.

Sestavování prostředí, které je jenom pro orientaci, nebo upevněné

Klíčem k holografickému vykreslování je změna pohledu vaší aplikace na své hologramy každého snímku, když se uživatel pohybuje, aby odpovídal jejich předpokládanému pohybu. Můžete sestavovat pracovní prostředí , která se týkají změn pozice hlavní strany uživatele a orientace hlav pomocí stacionárního rámce odkazu.

Některé obsahy musí ignorovat aktualizace pozice hlav a přitom zadarmo opravovat na zvoleném záhlaví a vzdálenost od uživatele vždy. Primární příklad je 360: vzhledem k tomu, že se video zachycuje z jedné pevné perspektivy, ruin se iluze pozice zobrazení na základě obsahu, a to i v případě, že se změní orientace zobrazení, když se uživatel bude pohybovat. Můžete vytvořit takové prostředí jenom s orientací pomocí připojeného rámce reference.

Statický rámec odkazů

Systém souřadnic poskytovaný stacionárním rámcem reference funguje tak, aby bylo možné udržet polohu objektů poblíž uživatele co nejstabilních na základě světa a přitom respektovat změny pozice hlavní strany uživatele.

V případě herního prostředí v herním modulu, jako je Unity, se jedná o stacionární rámec reference, který definuje "světový původ motoru". Objekty, které jsou umístěny v konkrétní světové souřadnici, používají jako stacionární rámec Reference k definování jejich polohy v reálném světě pomocí stejných souřadnic. Obsah, který se zachová na světě i v případě, že se uživatel vyhledá, se označuje jako obsah, který je zamčený World .

Aplikace obvykle vytvoří jeden stacionární rámec reference při spuštění a použije svůj souřadnicový systém v rámci životnosti aplikace. Jako vývojář aplikací v Unity můžete jednoduše začít umísťovat obsah na základě původu, který bude na počáteční pozici a orientaci od uživatele. Pokud se uživatel přesune na nový místo a chce pokračovat v práci se svým pracovním prostorem, můžete v tomto umístění Přecentrovat počátek světa.

V průběhu času se systém seznámí s uživatelským prostředím a může tak určit, že vzdálenost mezi různými body v reálném čase je kratší nebo delší než dříve považované systém. pokud vykreslíte hologramy v rámci stacionárního rámce reference pro aplikaci na HoloLens, kde se uživatelé wander nad rámec oblasti o velikosti 5 metrů, může vaše aplikace sledovat posun od pozorovaného umístění těchto hologramů. Pokud vaše zkušenosti mají uživatele Wandering nad rámec 5 metrů, vytváříte si prostředí se světovou škálou, které bude vyžadovat další techniky, aby se zajistilo, že budou mít stabilní hologramy, jak je popsáno níže.

Připojený rámec odkazu

Připojený rámec odkazu se s uživatelem přesune s pevným nadpisem definovaným, když aplikace poprvé vytvoří rámec. Díky tomu se uživatel bude pohodlně podobat obsahu umístěnému v rámci tohoto rámce. Obsah vykreslený v tomto uživatelsky relativním způsobu se nazývá obsah uzamčený textem .

Pokud se náhlavní souprava nemůže zjistit, kde se nachází na světě, je k dispozici pouze systém souřadnic, který je možné použít k vykreslování hologramů. Díky tomu je ideální pro zobrazení záložního uživatelského rozhraní a upozorní uživatele, že jejich zařízení nemůže najít na světě. Aplikace, které jsou na místě nebo vyšší, by měly obsahovat jenom zálohu s orientací, aby se uživatel mohl znovu obrátit s uživatelským ROZHRANÍm, které je podobné jako na domácím webu hybridní reality.

Sestavování stálého prostředí pro škálování a pokojové škálování

Chcete-li jít mimo upevněné sluchátka na moderní sluchátka a vytvořit prostředí se stálou škálou, můžete použít rámec fáze reference.

Aby se zajistilo , žese uživatelé budou moci pohybovat v rámci hranice 5 měřičů, které jsou předem definované, můžete také kontrolovat hranice fází .

Rámec fáze reference

Když nejdřív nanastavíte moderní sluchátka, uživatel definuje fázi, která představuje místnost, ve které se budou vyskytnout smíšená realita. Fáze minimální definuje počátek fáze, prostorový souřadnicový systém na střed zvolené pozice na uživateli a přesměrovaná orientace tam, kde hodlají zařízení používat. Po umístění obsahu v tomto systému souřadnic fáze do podlahové roviny Y = 0 můžete zajistit, aby se vaše hologramy na podlaze pohodlně zobrazovaly, když je uživatel zastálý a uživatelé tak budou mít na náročné možnosti.

Meze fází

Uživatel může volitelně definovat hranice fází, oblast v místnosti, kde se vymazala, aby se v hybridní realitě mohla pohybovat. V takovém případě může aplikace vytvořit prostředí s možností škálování místnostipomocí těchto hranic, aby bylo zajištěno, že hologramy budou vždy umístěny tam, kde se k nim uživatel může dostat.

Vzhledem k tomu, že rámec fáze Reference poskytuje jeden pevný systém souřadnic, ve kterém se má umístit relativní obsah pro podlahovou základnu, je nejjednodušší cesta k přenosu špičkových aplikací a prostorových škálování vyvinutých pro sluchátka s virtuálními realitami. Stejně jako u těchto platforem VR však může jediný systém souřadnic stabilizovat obsah pouze v rozmezí 5 měřičů (16 nohou), před tím, než efekty ramene ARM způsobují obsah daleko od středu až po přizpůsobení systému. Aby více překročilo 5 metrů, jsou prostorové kotvy potřeba.

Sestavování celosvětově škálovatelného prostředí

HoloLens umožňuje využít skutečná prostředí , která umožňují uživatelům wander nad rámec 5 metrů. K vytvoření špičkové aplikace budete potřebovat nové techniky nad rámec těch, které se používají pro prostředí škálovatelné v místnosti.

Proč nelze použít jeden pevný souřadnicový systém nad rámec 5 měřičů

V současné době je při psaní her, aplikací pro vizualizaci dat nebo aplikací pro virtuální realita obvyklým přístupem vytvoření jednoho absolutního systému souřadnic, který umožňuje všem ostatním souřadnicím spolehlivě namapovat zpátky na. V tomto prostředí můžete vždycky najít stabilní transformaci, která definuje vztah mezi libovolnými dvěma objekty v daném světě. Pokud jste tyto objekty nepřesunuli, jejich relativní transformace by vždycky zůstaly stejné. Tento druh globálních souřadnicových systémů funguje dobře při vykreslování čistě virtuálního světa, kde znáte celou geometrii předem. Špičkové aplikace v pracovním měřítku dnes obvykle stanovují tento druh absolutního systému souřadnic škály místností s jeho původem na podlaze.

na rozdíl od nepřipojeného zařízení se smíšenými realitami, jako je například HoloLens, je dynamické porozumění na světě založené na senzorech, průběžné úpravou znalostí v průběhu doby okolí uživatele při prozkoumání mnoha měřičů napříč celou podlahou budovy. Pokud jste umístili všechny své hologramy do jediného tuhého systému souřadnic, budou tyto hologramy nutně po celou dobu v závislosti na světě nebo na sobě navzájem zaměnitelné.

Například náhlavní souprava může v současné době považovat dvě místa na světě na 4 měřiče a později je Upřesnit a pochopit, že umístění jsou ve skutečnosti 3,9 měřičů. Pokud by tyto hologramy původně umístily 4 měřiče v jednom tuhém systému souřadnic, jedna z nich by se pak vždy zobrazila 0,1 měřičů z reálného světa.

Prostorové kotvy

Windows Mixed Reality řeší problém popsaný v předchozí části tím, že vám umožní vytvořit prostorové kotvy , které označují důležité body na světě, kde uživatel umístil hologramy. Prostorové ukotvení představuje důležitý bod na světě, který by měl systém sledovat v průběhu času.

Vzhledem k tomu, že se zařízení učí o světě, tyto prostorové kotvy můžou svou polohu upravit na základě toho, jak je potřeba, aby jednotlivé kotvy zůstávaly přesně tam, kde byly umístěné na základě reálného světa. Umístěním prostorového ukotvení do umístění, kam uživatel umístí hologram a pak na něj podíváme na základě jeho prostorového ukotvení, můžete zajistit, že hologram bude udržovat optimální stabilitu, i když se uživatel pohybuje napříč desítkami měřičů.

Tato nepřetržitá úprava prostorových ukotvení na základě sebe je hlavním rozdílem mezi systémy souřadnic z prostorových ukotvení a stacionárními snímky reference:

  • Hologramy umístili do nehybného rámce, ve kterém jsou všechny odkazy zachovány s přímým vztahem k druhému. Vzhledem k tomu, že uživatel prochází dlouhými vzdáleností, se systém souřadnic tohoto rámce může na celém světě posunout, aby se zajistilo, že se hologramy vedle uživatele zdají být stabilní.

  • Hologramy umístěných v referenčním rámci fáze reference také udržuje tuhý vztah navzájem. Na rozdíl od stacionárního rámce zůstává rámec fáze vždy pevně pevný na základě jeho definovaného fyzického původu. Obsah vykreslený v souřadnicovém systému fáze nad rámec jeho hranice 5 se ale bude vyskytovat jenom v případě, že je uživatel na této hranici zachová.

  • Hologramy umístit pomocí jedné prostorové kotvy, se může na základě hologramů umístěných v jiné prostorové kotvě vyrazit. to umožňuje Windows zlepšit porozumění pozice každé prostorové kotvy, a to i v případě, že je třeba, aby jedna kotva nastavila samu sebe a jiné ukotvení bylo nutné upravit vpravo.

Na rozdíl od stacionárního rámce reference, který vždy optimalizuje stabilitu poblíž uživatele, rámec fáze reference a prostorových ukotvení zajišťuje stabilitu v blízkosti jejich původu. To pomáhá těmto hologramům zůstat v průběhu času přesně, ale také to znamená, že hologramy vygenerované příliš daleko od počátku souřadnicového systému se budou nacházet v přísnějších efektech v ARM. Důvodem je, že malé úpravy pozice a orientace kotvy nebo ukotvení jsou zvětšeny úměrně ke vzdálenosti od této kotvy.

Dobrým pravidlem obsluhy je zajistit, aby cokoli, co vykreslíte, bylo vygenerováno na souřadnicovém systému vzdáleného prostorového ukotvení v rámci zhruba 3 měřičů svého původu. Pro nejbližší počátek fáze je vykreslování vzdáleného obsahu v pořádku, protože jakákoli zvýšená poziční chyba bude mít vliv jenom na malé hologramy, které se v zobrazení uživatele neposunou.

Trvalost prostorového ukotvení

Prostorové ukotvení může také aplikacím dovolit zapamatovat si důležité umístění i po pozastavení aplikace nebo vypnutí zařízení.

Můžete uložit na disk prostorové kotvy, které vaše aplikace vytvoří, a pak je znovu načíst později, a to tak, že je zadržíte do prostorové kotvyvaší aplikace. Při ukládání nebo načítání kotvy zadáte klíč řetězce, který je smysluplný pro vaši aplikaci, k identifikaci kotvy později. Tento klíč si můžete představit jako název souboru pro kotvu. Pokud chcete k této kotvě přidružit další data, například 3D model, kterou uživatel umístil do tohoto umístění, uložte ho do místního úložiště vaší aplikace a přidružte ho k klíči, který jste zvolili.

Díky uchování kotev na obchod můžou uživatelé umístit jednotlivé hologramy nebo umístit pracovní prostor, kolem kterého aplikace umístí své různé hologramy, a pak tyto hologramy najít později, kde je očekávají, a to nad spoustou použití vaší aplikace.

můžete také použít prostorové kotvy Azure pro asynchronní trvalost hologramů v zařízeních HoloLens, iOS a Android. Sdílením trvalého prostorového ukotvení v cloudu může několik zařízení sledovat stejný trvalý hologram v čase, a to i v případě, že tato zařízení nejsou současně přítomná.

Sdílení prostorových ukotvení

Vaše aplikace může také sdílet prostorové ukotvení v reálném čase s ostatními zařízeními, což umožňuje sdílet prostředí v reálném čase.

když použijete prostorové kotvy Azure, může vaše aplikace sdílet prostorovou kotvu napříč různými zařízeními HoloLens, iOS a androidem. Díky tomu, že každé zařízení vykreslí hologram pomocí stejné prostorové kotvy, všichni uživatelé uvidí, že se tento hologram zobrazí na stejném místě jako v reálném světě.

Vyhněte se obsahu uzamčeného hlavou

Důrazně nedoporučujeme vykreslovat obsah uzamčený na hlavu, který zůstane na pevném místě zobrazení (například HUD). Obecně platí, že obsah uzamčený pro uživatele Uncomfortable a nepůsobí jako přirozený podíl svého světa.

Obsah uzamčený hlavním umístěním by se obvykle měl nahradit hologramy, které jsou připojené uživateli nebo přímo na svět. Například kurzory by měly být obecně vloženy do světa, škáluje se přirozeně pro odrážející polohu a vzdálenost objektu v pohledu uživatele.

Zpracování chyb sledování

V některých prostředích, jako je například tmavě předsálí, nemusí být k dispozici sluchátka s použitím interního sledování k tomu, aby se správně vyhledaly na světě. To může vést k tomu, že hologramy se nezobrazí ani se nezobrazí na nesprávných místech, pokud se nesprávně zpracuje. Teď se podíváme na podmínky, za kterých k tomu může dojít, její dopad na činnost koncového uživatele a tipy, jak tuto situaci nejlépe zvládnout.

Sluchátka nelze sledovat z důvodu nedostatečného množství dat senzorů.

V některých případech se senzory náhlavní soupravy nedokážou rozmyslet na to, kde je sluchátka. K tomu může dojít v následujícím případě:

  • Místnost je tmavě
  • Pokud jsou senzory kryté vlasy nebo rukou
  • Pokud okolí nemá dostatek textury.

Pokud k tomu dojde, nebude tato funkce schopná sledovat svou polohu s dostatečnou přesností pro vykreslování hologramů, které jsou zamčené na světě. Nemůžete zjistit, kde je prostorové ukotvení, nehybný snímek nebo snímek fáze založený na zařízení. V připojeném rámci reference však stále můžete vykreslovat obsah uzamčený textem.

Vaše aplikace by měla uživateli sdělit, jak se má vrátit pozice pro sledování, vykreslovat nějaký záložní obsah, který popisuje některé tipy, jako je třeba zjištění senzorů a zapnutí dalších kontrol.

Nesprávně se sledují náhlavní souprava kvůli dynamickým změnám v prostředí.

Zařízení nemůže správně sledovat, pokud v prostředí existuje spousta dynamických změn, například hodně lidí v místnosti. V takovém případě se můžou hologramy zdát, že se zařízení pokusí sledovat sám sebe v tomto dynamickém prostředí. Pokud se dostanete k tomuto scénáři, doporučujeme zařízení používat v méně dynamickém prostředí.

Náhlavní souprava se nesprávně sleduje, protože prostředí se v průběhu času podstatně změnilo.

Když začnete používat sluchátka v prostředí, kde se přesunul nábytek, zablokování stěn a tak dále, je možné, že se některé hologramy můžou zobrazit v jejich původním umístění. Předchozí hologramy mohou také obejít, když se uživatel přesune do nového prostoru, protože porozumění vašemu prostoru již neplatí. Systém se pak pokusí přemapovat prostředí a zároveň se pokusit sjednotit funkce místnosti. V tomto scénáři se doporučuje uživatelům povzbudit, aby nahradili hologramy, které připnuli na světě, pokud se neobjeví tam, kde se očekávají.

Nesprávně se sledují náhlavní souprava kvůli identickým mezerám v prostředí.

V některých případech může mít domov nebo jiné místo dvě stejné oblasti. Například dvě identické konferenční místnosti, dvě totožné rohové oblasti, dvě velké identické plakáty, které jsou pokryté polem zobrazení zařízení. V takových scénářích může zařízení občas zaměňovat mezi identickými částmi a označit je jako stejné ve vnitřní reprezentaci. To může způsobit, že se hologramy z některých oblastí zobrazí v jiných umístěních. Zařízení může začít přijít o sledování často, protože jeho interní reprezentace prostředí je poškozená. V takovém případě doporučujeme obnovit porozumění prostředí systému. Resetování mapování vede ke ztrátě všech míst ukotvení. Tato akce způsobí, že se sluchátka budou v jedinečných oblastech prostředí zobrazovat správně. Problém ale může nastat, pokud se zařízení znovu zaměňuje mezi identickými oblastmi.

Viz také

V jejich základních aplikacích pro hybridní realitu jsou hologramy na světě, které vypadají jako a můžou být zvukové reálné objekty. To zahrnuje přesné umístění a orientování těchto hologramů na smysluplných místech na světě, ať už se jedná o fyzickou místnost nebo virtuální sféru, kterou jste vytvořili. Windows poskytuje různé systémy souřadnic v reálném čase pro vyjádření geometrie, které se označují jako prostorové souřadnicové systémy. Systémy prostorových souřadnic můžete použít k odůvodnění pozice hologramů, orientace, pohledu ray nebo ručních pozic.


Podpora zařízení