今年，ETH與Meta（原Facebook）合作發表論文採用EM-Pose電磁追蹤技術，利用電磁傳感器進行使用者的姿勢辨別，成為一種6DoF的電磁解決方案，雖然商用門檻存在，但不失一個可研究的方向。傳統的6DoF技術仰賴外部相機的追蹤，因此追蹤上容易有視覺盲區的問題存在，採用EM-Pose電磁追蹤技術則可以大大減少使用者在動作上的限制。
6DoF技術
在要VR中有良好的運動體驗，則少不了6DoF（6 degree of freedom）技術，否則只能淪為純粹觀影用的頭戴顯示裝置，而無法在VR空間中移動或互動。6DoF技術是根據傳感器得知兩個座標之間的位置，將其位置座標點平移和旋轉後完成追蹤的動作，我們將三維空間以XYZ三軸表示，根據三軸平移，稱為前後、左右、上下，而根據三軸旋轉，稱為縱搖（pitch）、橫搖（roll）和垂搖（yaw），如此構成了6種自由度。目前幾年前的消費級VR產品通常為3DoF，也就是縱搖、橫搖和垂搖追蹤，而今日的消費級VR則多為6DoF追蹤。至於市面上聲稱的9DoF追蹤，則是將慣性測量單元（Inertial measurement unit，IMU）將其加速度計、陀螺儀和磁力計的數據來輔助原本6DoF的追蹤效果，效果理論上也會更好。但就論現實生活僅有6DoF，9DoF是一種包裝的宣傳說法。
目前市面上的VR產品採用的6DoF追蹤技術又分為outside-in和inside-out兩種，前者可以透過基地台（basestation或light house）讓使用者在設定的空間內使用，並追蹤使用者運動，後者則是利用控制器與頭戴顯示器的紅外光訊號進行校準。兩者缺點可想而知，前者精度勢必較差，並且需要有一定大小的活動空間限制，而後者精度會隨捕捉訊號的相機而有所差異，並且鏡頭具有其視野盲區，所以通常會儘量採用大視野率的鏡頭，其機構設計又是另一個課題。此外，若環境對紅外光有一定影響時，也會讓6DoF的效果出問題，像是空間中帶有過多反光表面的物體。
6個自由度示意圖（圖片來源：維基百科）
EM-Pose技術姿勢
ETH與Meta合作發表論文採用EM-Pose電磁追蹤技術，利用電磁傳感器進行使用者的姿勢辨別。將發射源置於腰後，搭配6~12個無線電磁傳感器，如此便不再有視野盲區的問題，誤差可達4 cm以下，在影片中可以看到使用者動作與渲染人物動作基本可以完好的重疊。但缺點是必須要另外穿戴這些電磁傳感器裝置，而精度會隨人物的姿勢而有差異，並且穿戴若不穩固會產生精度誤差的問題，最麻煩的是穿戴後必須進行長時間的校準，因此用於專業的影視拍攝渲染才有可能。至於B2C？相信沒有公司會願意考驗消費者的耐心吧！
EM發射器置於後腰（圖片來源：ETH）
EM-Pose計算方法（圖片來源：ETH）
資料來源
- 論文：［PDF］EM-POSE: 3D Human Pose Estimation from Sparse Electromagnetic Trackers
- 網頁：［網頁］EM-POSE: 3D Human Pose Estimation from Sparse Electromagnetic Trackers
- 影片：［YouTube］EM-POSE: 3D Human Pose Estimation from Sparse Electromagnetic Trackers
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