今天美國專利商標局公布了一批谷歌專利申請，其中一份介紹了與VR控制器相關的新編程方法，超越了傳統的三自由度模型，同時帶來更具沉浸感的游戲體驗。
相關專利：Google Patent | Tracking Of Location And Orientation Of A Virtual Controller In A Virtual Reality System
在一些VR系統中，用戶通過頭顯和3DoF運動控制器來與虛擬環境中的虛擬對象交互。對于所述的VR系統，用戶可以使用運動控制器來與虛擬對象交互。但是，只通過基于縱搖、橫搖和垂搖的三自由度追蹤（只是旋轉）來追蹤運動控制器可能無法產生真正的沉浸體驗。
例如，用戶可以以各種方式傾斜和轉動頭部，以不同的角度來查看VR環境。但由于VR控制器有限的三自由度追蹤，在頭顯視圖內對虛擬控制器進行追蹤蹤可能受到限制：無法追蹤物理控制器在空間中的絕對位置。
然而，VR手臂模型可以利用物理控制器的旋轉追蹤來創建虛擬控制器的位置和方向。谷歌在專利中指出，他們的發明技術可以在VR環境中模擬用戶以一定位置值和方向值握持控制器的情形。另外，虛擬控制器在VR環境中的位置可以對應于用戶握住并移動物理控制器的方式。谷歌的發明描述了追蹤物理控制器的優化方式，包括定義肘關節（第一關節）和腕關節（第二關節）之間的區段。
谷歌的專利圖1描述了所述的示例性VR手臂模型。在這個實施例中，用戶正在佩戴頭顯。盡管圖例沒有顯示，但用戶在頭顯視圖中可以看到基于VR手臂模型的控制器位置。但是，用戶在頭顯視圖中不會看到VR手臂模型。在一些實施例中，VR手臂模型可以是骨架模型。
谷歌解釋說：一種方法可以包括確定用戶頭顯的位置；根據頭顯位置定義關節的位置；定義從關節到關節之間的區段；基于區段末端的位置定義虛擬控制器在虛擬環境中的初始虛擬位置；根據區段和關節，并響應于物理控制器的旋轉運動定義虛擬控制器的虛擬位置和虛擬方向。
具體來說，三自由度控制器只能追蹤旋轉，無法追蹤位置。但由于用戶在交互時需要握持控制器，而且頭部-頸部-手臂-手掌之間包含多個相對位置固定的關節，所以可以利用這一點來幫助確定控制器的位置。
谷歌指出，所述技術的優點包括渲染成本更低，更有效和/或更簡單，因為除了控制器的旋轉信息外幾乎不需要其他數據。另外，所述技術易于實現，并且具有足夠的保真度。另外，在一些實施方式中，不需要外部傳感器來追蹤物理控制器。
名為“Tracking Of Location And Orientation Of A Virtual Controller In A Virtual Reality System（虛擬控制器的位置與旋轉追蹤）”的專利申請最初于2017年9月提交。需要注意的是，這只是一份專利申請，僅代表谷歌朝這一方面進行了探索，尚不確定他們是否會或將于何時商業化相關的發明技術，同時不確定實際的效果幾何。
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來源：映維網
