VR/AR设备中经常出现哪些传感器？

电子发烧友网络报道(文/周开阳)对于VR/AR设备来说，显示技术和内容生态可能是最重要的两个要素，但设备中集成的一系列传感器也不容忽视。这些传感器的存在是设备交互的关键，而VR/AR的本质其实就是人机交互的创新。没有这些传感器，这些虚拟现实和普通的显示设备没什么区别，根本没有创新。那么，在当今的VR/AR设备中，哪些传感器经常出现呢？我们以在游戏VR设备上玩市场的索尼为例。

图像传感器

索尼最近发布了PSVR2，并声称支持凝视点渲染技术。这种渲染技术侧重于渲染人的注视点范围内的场景，通过降低周边视觉的成像质量来降低设备负荷。毕竟VR/AR设备归根结底还是移动设备，功耗和性能相对有限。然而在这样的定位下，VR/AR往往需要更高的帧数。况且我们和人眼一样，确实不需要太关注盲视角中的场景，所以凝视点渲染技术减轻GPU负担的解决方案正在席卷整个行业。

那么这项技术是如何实现的呢？答案是眼球追踪。实现眼睛跟踪的方法有很多，但对于VR/AR设备来说，这种技术主要是利用光源照射眼镜产生反射，利用图像传感器采集光源在角膜和瞳孔上的反射，从而通过角度等参数计算出眼睛运动的矢量，最终判断人的视线方向。

比如Tobii的眼球跟踪器采用近红外光源，利用两个图像传感器、先进的图像处理算法和3D眼球模型来计算眼睛的位置和视线。索尼的PSVR2还配备了两个红外摄像头来跟踪两只眼睛的眼球运动，还有四个摄像头来跟踪控制器和头部显示器。

眼动跟踪不仅可以用于渲染凝视点，还可以为VR/AR创建另一种数据输入，为游戏或视频内容的创作者增加了另一种交互方式，方便他们使用眼动跟踪数据创建面部表情跟踪、凝视反馈、目标锁定等功能。

运动传感器

为了进一步增强沉浸感，虚拟现实/增强现实设备通常配备有运动传感器，如陀螺仪、磁力计和加速度计。陀螺仪主要用于确定角度和姿态输入，而磁力计主要使用磁场强度等参数来定位设备位置，而加速度计顾名思义用于测量加速度。这些传感器不仅分布在耳机上，还集成在控制器上。

索尼在去年年底公布了一项专利，其中提到了如何使用这些运动传感器来识别和匹配人体姿势。据说目前索尼很多定位方案都需要摄像头或激光等视觉跟踪，所以除了耳机和控制器上的传感器外，还需要在使用区域部署额外的距离传感器，中间应该没有障碍物。

索尼的专利减少了跟踪设备的数量，只有利用头部显示器和控制器上的运动传感器，才能重建出真实的人体模型。该技术根据陀螺仪、磁力仪和加速度计的数据，在数据库中找到合适的匹配，最终确定姿态和动作。不过从索尼PSVR2和PSVR2 Sense控制器的规格来看，它们还是采用了三轴陀螺仪和三轴加速度计的六轴运动传感系统。

当然，目前IMU、绝对方向传感器等高度集成的解决方案比较常见，比如博世的BMI270、BMX160。BMX绝对方向传感器集成了3轴数字加速度计、16位数字陀螺仪和地磁传感器。即使三个传感器同时运行，功耗也只有1585A，非常适合AR/VR可穿戴设备的传感器融合方案。

总结

事实上，传感器最初是特定工作的组件。如今，在元宇宙概念为AR/VR的第二个春天，专门为虚拟现实场景准备的传感器也将迎来新一轮的爆发式增长。考虑到苹果、微软、腾讯等大公司的进入，及时把握这一轮增长，AR/VR、传感器厂商都能从中受益。

原标题：传感器加成被VR/AR吃掉