编译 / VRAR星球 R星人

早在2017年，苹果就从蒙特利尔Vrvana获得了一项与手部追踪技术相关的专利。7月4日，美国专利商标局正式授予苹果一项与Apple Vision Pro的一项主要功能相关的专利：手部追踪和手指手势。

苹果公司授予的专利指出，沉浸感的质量受到几个重要因素的影响。例如，显示器的特性，如图像质量、帧速率、像素分辨率、高动态范围 (HDR)、持久性和纱门效应（即屏幕上像素之间的可见线）。当显示的视野太窄或者各种跟踪功能缓慢和/或不准确时（导致迷失方向和恶心；也称为模拟病），沉浸式体验的质量就会下降。

沉浸感还受到相机系统性能的影响，例如图像质量（噪声、动态范围、分辨率、无伪影）以及虚拟图形（3D 建模、纹理和照明）与直通图像之间的一致性。在混合现实（MR）中，虚拟元素被实时合成到用户看到的现实世界环境中。虚拟元素与现实世界表面和物体之间的物理交互可以被实时模拟和显示。

各种元素的跟踪通常被认为是实现高端VR和MR应用体验的重要先决条件。在这些元素中，头部位置跟踪、用户身体跟踪和环境跟踪在实现沉浸感方面发挥着关键作用。

头部位置跟踪（以下简称位置跟踪）旨在估计HMD在环境中的位置和方向，必须既低延迟又准确。原因是渲染的图形必须与用户的头部运动紧密匹配，以便在 VR 中产生出色的沉浸感，并且需要在 MR 中正确对齐现实世界中的虚拟内容。

用户身体跟踪估计用户身体（特别是但不限于手和手指）相对于 HMD 的位置和方向。它可以在 VR 和 MR 中提供一种用户输入方式（例如手势），从而实现与虚拟元素的交互。虽然某些位置跟踪方法也可用于手部跟踪（例如手持式控制器上带有 LED 阵列的红外摄像机），但其他方法利用较小的分析空间（通常距离 HMD 一米之内）来增加手和手指跟踪算法的鲁棒性。

例如，近距离飞行时间 (ToF) 相机可以与HMD集成或集成在HMD中。这些相机可以生成手的深度图，从中可以构建手的骨骼模型。另一种方法使用 IR LED 泛光灯和摄像头来分割和估计手和手指上的 3D 点。

虽然某些位置跟踪方法也可用于手部跟踪（例如手持式控制器上带有 LED 阵列的红外摄像机），但其他方法利用较小的分析空间（通常距离 HMD 一米之内）来增加手和手指跟踪算法的鲁棒性。例如，近距离飞行时间 (ToF) 相机可以与 HMD 集成或集成在 HMD 中。这些相机可以生成手的深度图，从中可以构建手的骨骼模型。另一种方法使用 IR LED 泛光灯和摄像头来分割和估计手和手指上的3D点。

如苹果的专利图所示。下面的图1是佩戴配备有多个摄像头和红外(IR)发射器的头戴式显示器(HMD)的用户的示意图；如图。图2A则是用于实现虚拟现实和混合现实的光学器件、显示器和相机的示例性实施例的示意性俯视图。

图源：patentlyapple

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