最全比对——Rift、Vive、PSVR及微软将于明年发布的VR头显，究竟谁能提供更好的空间追踪体验？

玩一款电子视频游戏也能到“全身酸痛无力”的境界？没错，这就是VR游戏能够带给你的瘦身体验。玩室内VR游戏非常振奋人心，身临其境地参与游戏，直到你的体力彻底耗尽。弹奏虚拟钢琴、驾驶飞驰的赛车、在亚利桑那阳光下疯狂的射杀僵尸，以及在VR体育项目中挑战一个自行车赛事，这些你在VR中都能体验到。

如果想要体验上述提到的这些高度沉浸式的VR内容，你需要配置一台支持空间定位的高端VR设备。目前能够支持空间定位的VR头显主要有HTC Vive、Oculus Rift、PSVR以及微软即将于明年发布的亲民版VR头显。本文将深度分析该4款VR头显的空间追踪技术，究竟哪款设备的空间追踪体验更胜一筹？阅读此文便可知晓。

什么是“空间追踪”的VR体验？

首先，你可能还不知道什么是“空间追踪”的VR体验？简单来说，空间追踪意味着你可以在整个一个空间范围内自由移动，而不会影响游戏、头显、传感器等任何其他介质对玩家的位置跟踪。这意味着玩家可以转身并离开电脑屏幕，趴在地上，在空中伸展肢体，蹲在某个虚拟世界的物体后面，以及其他任何类型的自由的互动。

HTC Vive最初于今年4月份发布。发布的当天，玩家就可以选择坐着、站立以及在空间追踪内自由活动。相比之下，Oculus Rift发布的时间更早，但最初玩家只能坐着或站着玩，在它升级了固件、再加入了Touch 手柄及跟踪摄像头之后，Oculus 才开启了对空间追踪的支持。

Oculus Rift的玩家需要站在或坐在你的单个跟踪摄像头前面，依靠它来跟踪你的头显位置，如果你离得太远，相机就会失去对你的跟踪。而上市不久的PlayStation VR采用的也是利用摄像头进行光学定位，但是它的活动范围受限更多。不同的是，微软的VR头显则引出了一种全新的“由内而外”的追踪方式。

“空间追踪”VR体验的工作原理是什么？

Vive通过红外激光发射及接收装置获取玩家位置

HTC Vive使用的Lighthouse系统没有采用通常的光学镜头和马克点的定位系统，而是由两个激光灯塔基站构成：每个基站里有一个红外LED阵列，两个转轴互相垂直的旋转的红外激光发射器，转速为10ms一圈。基站的工作以20ms为一个循环，在循环开始的时候红外LED会闪光，10ms内X轴的旋转激光扫过玩家自由活动的区域，Y轴不发光；下个10ms内Y轴的旋转激光扫过玩家自由活动区域，X轴不发光。

另外，Vive在头显和无线手柄上安装了许多光敏传感器来接收基站发出的激光，以此跟踪到头显的位置和运动轨迹。Vive的两个基站分别要设置在房间的不同角落，这样可以允许基站实时地查看和跟踪整个区域，无论玩家面向哪个方向。

Oculus Rift通过三个Rift摄像头实现定位

此前Oculus Rift一直没能提供真正的空间追踪功能。后续添加了Rift传感器后，这样的局面开始得到改变。Oculus Touch控制器已于12月6日正式开售，它们也将为玩家带来第二个传感器。用户可以将它们放在桌子的相对两侧，这样就可以横向扩展可跟踪的空间规模，但是也只能提供180度左右的跟踪体验。要想在Rift上获得真正的空间追踪，你还得去添置第三个传感器，把它放置在你活动空间的后面，这样你就可以实现游戏中的转身体验。

PS VR通过体感摄像头及发光体来进行跟踪

PlayStation VR设备采用PS4的双目体感摄像头和彩色发光物体，来定位人体的头部和控制器的位置。头显及手柄都设置了LED灯球，这些LED光球可以自行发光，且不同光球所发出的光的颜色不同。这样在摄像头拍摄时，光球与背景环境、各个光球之间都可以很好的进行区分。另外，不同于单个摄像头，双目摄像头可以利用两个摄像头拍摄到的图片计算出光球的空间三维坐标。

微软VR头显的“由内而外（Inside-out）”追踪技术

与以上三种外置的追踪设备不同的是，微软VR头显采用的是“由内而外（Inside-out）”的追踪办法，它无需设置额外的识别设备，只需要依靠机器上的摄像头即可。这些摄像头可以进行实时的场景扫描。该技术被称为 SLAM（Simultaneous Localization And Mapping），已经运用在Hololens上，即同步定位与建图系统。

“空间追踪”设置：微软VR头显无需另行设置，Rift设置步骤最繁琐

在设置空间追踪的游戏体验时，微软的VR头显得益于其由内而外的追踪系统，不需要另行设置，PSVR则只需接入一个摄像头，Vive与Rift的空间追踪设置则需要费一番周折。

PSVR：

对于PSVR，首先，在设备连接到PS4主机的前提下，将PS Camera随机附带的AUX线连接至PS4游戏主机的AUX接口(PS Camera在初次安装后需进行位置校准)，在初次使用PS Move时也需要单独进行校准，然后把PS Camera置于显示器顶部或某个高度适中的位置上，确保它能捕捉到玩家的头部及手部运动即可。

HTC Vive：

对于Vive，用户需要将头显的USB端插入到带有清晰标记端口的分线盒内，然后把HDMI线连接到电脑的背面，之后插入电源插座。这样可以确保你的头显已经进入充电模式，此外你需要另外给你的两个控制手柄进行充电。充好之后可以先将它们放在一边。接着你必须把两个灯塔发射器安装在高出头顶的支架上（或者可以固定在墙壁上），分别置于房间的两个对角。它们的正面需要向下朝向房间的中心，且各自需要一个单一的电源插座。当有固件需要更新时，你还得将设备插入电脑进行更新。在完成了硬件设备的设置之后，你就可以按照指示开始SteamVR的设置，包括房间设置，包括设置地面，以及绘制房间周边的安全防线，确定可活动的区域。

Oculus Rift：

对于具有三个传感器和触摸控制器的Oculus Rift，其设置流程可能更加复杂。首先Rift本身要以Vive类似的方式接入到PC ——通过使用USB端口和HDMI电缆。然后就是安装这三个跟踪传感器。与Vive不同的是，它们并不是连接到电源插座，而是必须每个接入USB端口。这意味着安置在角落里的那个讨厌的第三只传感器需要额外的USB延长器。同时你还需要拿出一把卷尺，以确保您的游戏空间大小设置正确。好在每个Rift传感器默认设置在一个短的支架上，底部有一个平台，而不是像Vive的基站灯塔那样的立体式设计，可以简化些许安装流程。当所有这些都摆放且连接完毕之后，就需要用Oculus SDK引导完成设置过程。

这三款设备的设置过程都不简单，有很多步骤，新手的话可能需要花费半个小时到1个多小时的时间，才能全部安装到位。相比之下，PSVR的设置过程似乎更容易一些，而微软的VR头显则无需另外进行设置，大大简化了玩家的操作流程。

“空间追踪”的尺寸大小：微软的“由内而外”追踪没有空间大小限制，PS VR提供的活动区域最小

根据一份官方使用手册，要畅玩 PlayStation VR 需要腾出一片长方形的区域。整个区域长 3.0 米，宽 1.9 米，总面积就是 5.7 平方米。也就是说，3.0m x 1.9m是 PlayStation VR 带来的空间追踪体验的大致尺寸。

Oculus Rift能够提供的房间尺寸大小则是不确定的。当使用两个传感器时，Rift会要求用户将它们设置在距您1-2米左右的位置，可以是显示器的前面或其他你想要的正前方位置。对于大多数人来说，他们都是放在办公桌的任意一端。但是当你添加第三个传感器时，这个问题就有点复杂了，Oculus建议前两个传感器相距大约2.5米，第三个传感器应该距离左侧传感器4米左右，在房间的对角角落上。这样大概能提供一个2.5mx2.5m的空间。

HTC Vive的产品官网推荐的最小空间追踪尺寸是6英尺6英寸x 5英尺（2mx1.5m），最大尺寸为11英尺5英寸x 11英尺5英寸(约3.5mx3.5m)，但玩家在实际使用时发现这个空间尺寸还能进一步扩大。在这方面唯一的瓶颈是基站的发射范围以及在某些程度上线缆会有长度的限制。在使用Vive时，由于头显的电缆需要连接到分接盒，然后再转接到插座和电脑，头显设备还可以有一段允许延长的长度。无论玩家在地面上打滚还是走遍整个空间规模，甚至站在椅子上模拟极端的高度，其追踪在一般情况下也都是没有问题的。

微软的由内而外追踪系统则没有空间大小的限制，玩家可以在任意房间或多个房间内进行体验，无需担心是否越过界。

总的来看，官方推荐的PSVR及Rift的空间追踪的最大值只比Vive的最小房间尺寸稍微大了一点，Vive 的跟踪体验尺寸是“由外而内”的追踪系统中最大的，而微软的“由内而外”追踪系统则没有明确的空间大小的限定。

“空间追踪”效果：Vive更流畅，PS VR则十分脆弱

HTC Vive的追踪效果几乎没有瑕疵。由于基站在激光器中一遍又一遍地扫视房间，确保了控制器及头显都能同步的追踪到，因此几乎不会丢失玩家的位置。这个追踪系统既简单又有效。

微软VR头显由于采用由内而外的追踪方式，理论上说可以完全跟随用户移动，只要有物理空间可以移动，头显设备就能告诉你该往哪里走。不过实际来看这需要硬件和软件配合，才能准确地追踪远距离的位置。比如HoloLens，它能让用户在整个房间内移动，但是从实际体验上看，如果在边缘移动的话，效果会受到影响。

而Rift需要确保传感器处于适当的位置、完美的角度并在正确的推荐距离处时才能提供与Vive相同的追踪效果。增加了第三个传感器之后，Rift也能跟踪空间追踪的运动，我们能够躺在地上，站在椅子上，实施体验的任何动作。

PS VR的追踪则有些脆弱，一旦多个人使用互相发生遮挡时，定位马上会受到影响。而且由于双目摄像头的有效范围有限，所以在体验时的运动也受到限制，只能在摄像头可捕捉的范围内活动，基本上只能坐在或站在PC机前使用。另外，虽然PS4采用了双摄像头，但是由于其可见光定位原理，很容易受到背景颜色的影响。此外，根据用户体验结果反映，在较快动作的情况下会出现摄像头的捕捉跟不上的问题。

结论：Vive提供的空间追踪已能满足要求需求，但“由内而外”的空间追踪技术才是未来

综上，如果你正在寻找已发售的，能提供优质空间追踪的VR体验，那么HTC Vive是相对较好的选择。不管内容层面（Rift支持Oculus Home和Steam VR游戏和应用程序，Vive仅限于Steam），只关注空间追踪功能，即使在Oculus发售Touch之后，HTC Vive的优势也十分明显，毕竟你不再需要购置额外的传感器。

在价格方面，Vive的整体售价也略低于配置三个传感器的全套Rift设备。索尼PS VR虽然是建立在其PS4主机的基础之上，价格会比基于高配电脑端的VR 头显设备低，但是它更多的还是基于提供站立或坐着体验，在空间追踪上还无法与Vive及Rift相比。

而微软基于“由内而外”追踪原理的VR头显似乎将完胜这些需要“外置追踪设备”的头显。无需设置外部追踪设备不仅仅简化了安装步骤，基于计算机视觉的定位追踪也可以用于识别物体和肢体动作，从而让用户在 VR 世界里依靠直觉进行交互。目前运用“由外而内”技术的设备都是借助控制器来进行交互的，采用“由内而外”的技术，即可使用同一组定位追踪设备对用户的手势和肢体动作进行识别和追踪，当然这还需要等待计算机视觉的算法达到相当先进的地步。

因此，在VRPinea看来，HTC Vive已经基本能够满足玩家在较大的空间内体验VR设备的需求，该装置总价更便宜，设置也相对简单。Rift也能满足极佳的室内体验需求，更适合中小型空间的体验，其Touch控制器也能带来更好的输入方案。而微软由 Windows 驱动的VR头显从本质上来看更有前景，其由“由内而外”的追踪功能更强大且价格远低于同类头显。