Six Degrees of Freedom

6DoF

In de virtuele wereld zijn er een aantal bewegingsmogelijkheden: 3DoF en 6DoF zijn de meest voorkomende.

Definitie

3DoF of Three Degrees of Freedom: de gebruiker kan vrij rondkijken vanuit een vaste positie. Met een VR controller kan beweging wel gesimuleerd worden.

6DoF of Six Degrees of Freedom: de gebruiker kan vrij rondkijken én vrij rondlopen.

Wat is Degrees of Freedom

Vrijheidsgraden (Degrees of Freedom of kortweg DoF) verwijzen naar het aantal manieren waarop een star object door de driedimensionale ruimte kan bewegen. Er zijn zes totale vrijheidsgraden die elke mogelijke beweging van een object beschrijven:

Drie voor roterende beweging rond de x-, y- en z-assen (ook bekend als pitch, yaw en roll).

Drie voor translatiebeweging langs die assen, die kan worden gezien als vooruit of achteruit, naar links of rechts, en omhoog of omlaag.

VR-headsets en invoerapparaten (bijv. Handcontrollers) zijn over het algemeen 3-DoF of 6-DoF.
Vrijheidsgraden is een essentieel concept in VR waarmee menselijke beweging kan worden omgezet in beweging binnen de VR-omgeving.

VR-brillen zijn er dan ook in 2 types: 3DoF en 6DoF

3DoF Brillen

Met 3-DoF-headsets kunnen we enkel de rotatiebewegingen volgen, maar niet of de gebruiker zich door de scène heeft bewogen (translatiebeweging) door in het echte leven te bewegen.

Als een gebruiker een 3-DoF-headset draagt, kunnen we dus enkel volgen of die persoon:

Naar links of rechts kijkt

Hun hoofd omhoog of omlaag draait

Naar links of naar rechts draait

Met 3-DoF wordt dus NIET bepaald of de gebruiker zich door de scène heeft bewogen (translatiebeweging) door in het echte leven te bewegen. Met name de eenvoudige VR-brillen maken gebruik van 3-DoF zoals de smartphone headsets.

3-DoF-headsets bieden de eenvoudigste vorm van gebruikersregistratie in VR. Het is voornamelijk afhankelijk van ingebouwde sensoren (versnellingsmeters, gyroscopen en magnetometers) die apparaten (zoals een smartphone) gebruiken om beweging te meten.

MOGELIJKE TOEPASSINGEN //

360 graden video's of afbeeldingen bekijken

Oefenen met het houden van een spreekbeurt op school of een toespraak op een conferentie

Een huis wat te koop staat in VR bekijken voor aankoop

6DoF Brillen

Met 6-DoF virtual reality brillen kunnen we zowel translatiebeweging als rotatiebeweging volgen.

We kunnen bepalen of een gebruiker zijn hoofd heeft gedraaid en bewogen:

Vooruit of achteruit

Lateraal of verticaal

Op of neer

Dit type tracking is belangrijk voor VR-ervaringen met translatiebeweging en geeft de gebruiker veel meer vrijheid om locaties te verkennen, details te inspecteren en real-life taken uit te voeren in VR.

Voorbeelden van 6-DoF VR-headsets:

Oculus Rift

Oculus Quest

HTC Vive

Windows Mixed Reality

6DoF kan op verschillende manieren bereikt worden. Vroege versies van 6-DoF-headsets gebruiken meestal positionele volgsensoren (meestal twee fysieke apparaten die in de kamer zijn geplaatst en die de beweging van de headset kunnen volgen) - de Oculus Rift is bijvoorbeeld ingebed met infrarood-LED's die worden bewaakt door twee 30 cm hoge sensortorens die ongeveer 1,5 m zijn gepositioneerd van elkaar.

MOGELIJKE TOEPASSINGEN //

Moderne VR-headsets kunnen inside-out tracking gebruiken om 6-DoF te bereiken. Uit de Microsoft Mixed Reality-documentatie: "het volgsysteem gebruikt twee zichtbaar-lichtcamera's met een lage resolutie om functies in uw omgeving te observeren en combineert deze informatie met IMU-gegevens om een precieze positie van het apparaat in uw omgeving te bepalen.” - Actiespellen waarbij je als gebruiker objecten moet vermijden (bijv. kogels).

Automonteur die de motor van een voertuig inspecteert

Kooksimulator die de gebruiker leert hoe hij een maaltijd moet bereiden