文/首码项目网 Pancake
去年玩出梦想的发布会上，现场听到的业内对 YVR 1 这款新品最多的评价，几乎都聚焦在它的定位稳定性上。抛开外形设计与国内某款设备比较相似之外，从产品完成度上来看，的确让人惊喜。
6DoF 空间定位和手柄追踪算法，作为国内 VR 硬件企业最薄弱的环节之一，“横空出世”的YVR 颇有一鸣惊人之意。
今天，VR 陀螺将揭秘这款硬件背后技术团队的秘密。
上百人团队研发两年，YVR究竟是谁？
说起玩出梦想可能很多人不知道，但提到网鱼网咖应该大部分人都有所耳闻。
玩出梦想是网鱼网咖的母公司，旗下还有线上电竞生态聚合平台“比心”，以及2021年正式推出的 VR 硬件品牌 YVR。其中比心 APP 是游戏圈内知名电竞社区，注册用户超过 6000 万。网鱼网咖则是国内品牌线下连锁，全国拥有 1000 多家门店以及 1000 多万会员用户。
图源：网络
而 YVR 这个新团队，虽然成立于 2020 年 5 月，但发展迅猛，目前团队规模已达几百人，并且据了解，YVR 团队成员均来自国内外知名科技公司以及一线 VR 企业。YVR 现由玩出梦想集团创始人黄锋担任 CEO，其个人从 2015 年就开始活跃于 VR 产业并先后主导开设了 VR 线下业务、VR 交互设备等。
去年年底，玩出梦想推出了其第一款 6DoF VR一体机 YVR 1 ，诚然还只是开发者版，但现场业内的参会人员对该产品却赞许有加。
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从外观设计来看，黑白色调搭配非常简洁；环形固定头戴以及旋钮调节，方便头显佩戴；电池后置有效减轻头显对面部的压迫，但整体 595g 的重量依旧在同类产品中偏重。
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与市面上的众多的 VR 一体机相同，YVR 1 搭载了高通骁龙 XR2 作为核心处理器，不过在数据传输上，它采用了目前普遍应用于中高端智能手机上的 LPDDR 5 RAM+ UFS 3.1 ROM 的旗舰级配置，为算法驱动以及数据写入带来了更高的效率。
定位采用了四颗灰度广角摄像头，分布于头显四个对角，以覆盖更大的捕捉区域。
手柄也采用视觉定位，形态设计与 Quest 2 类似，不过更为轻巧，特别是侧键的设计与 Quest 2 手柄有明显差异。
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开箱视频：
https://res.vrtuoluo.cn/production/admin/uploads/20220505/1651720191330YVR+DK1开箱.mp4
产品主要参数：
YVR 1 售价为 3999 元，据了解，该产品主要用于团队验证技术以及搭建开发者生态，真正面向消费者的两款产品将于今年正式发布。
定位评测：YVR 1体验媲美Quest
接下来，对于大家最关心的定位环节，我们通过几个不同的使用环境/游戏场景进行了实测。
（一）室内环境
在室内光线充足的环境下测试，YVR 1 从地面定位设置到游戏交互体验都十分稳定。对于地面设置而言，YVR 1 甚至可以在手柄不触碰地面的情况下，利用空间算法检测距离，识别地面相对位置。当然，若要虚拟空间地面与物理世界地面更加贴合，则还是需要手柄的主动红外发光配合，进行更为精准的三维空间建立。
游戏安全边界在 See-through 下划区之后，无论用户是否走出圈外，游戏安全边界都无任何抖动或位移现象。
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在 YVR 1 主菜单界面下，通过手柄大幅度挥动，可以清楚地看到物理世界的手柄动作与虚拟世界的手柄动作近乎一致，而且响应速度非常快，无肉眼可见延迟。另外，YVR 1 的双手柄还能在虚拟世界中完美契合在一起，这一简单的动作需要极为精准的定位支持以及反干扰设置。
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值得一提的是，YVR 1 还能实现和 Quest 2 同样的“触摸按键识别”，它可以通过的巧妙的视觉算法，检测用户的手指是否停留在相关按键之上，这也是 YVR 1 区别于国内其他 VR 一体机的一大亮点设计。基于此触摸按键设计，或许 VR 头显未来还能打通更多应用场景，实现更多交互体验。
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精确的定位以及交互算法带来的是优质游戏体验，在体验 YVR 1 中音乐打击类休闲游戏《节奏英雄》中，伴随着欢快的音乐节奏，精准、低延、实时的切割音符方块，而且即使手柄位于了身后，在高速拉回时，也能及时回归视觉主界面。
结论一：在室内光线充足，且靠近玻璃窗户，背部甚至有反光玻璃背景，白色瓷砖地板的常见家用场景下，YVR 1 几乎不受干扰，可以实现精准的定位以及交互。
（二）室外环境
与带来完美沉浸式体验的室内场景不同，室外由于较为苛刻且不稳定的环境因素，让 YVR 1这名初入战场的勇者也受挫不少。此次首码项目网选择了室外空旷的田径场环境进行测试（阴天）。
首先在地面以及游戏边界设定方面，虽然可以凭借视觉算法与红外主动检测定位，但是相对于室内，定位的稳定性明显受到影响，原本固定的游戏边界会随着人物的走动而变化，并且伴有轻微的抖动。
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虽然“前戏”不如人意，但好在最终游戏体验时，物理世界的交互与虚拟空间相对一致，并无太大影响。
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结论二：YVR 1在室外环境依旧相对稳定，但室内还是最好的选择。
（三）其他环境
除了常见的室内外环境，此外，陀螺君还分别在室内暗光环境、头显低电量状态、坐姿使用等场景下对 YVR 1 进行了测试，整体定位交互体验感与室内环境类似，表现尚佳，在此不做过多赘述。
精准VSLAM定位背后的技术解析
YVR 1采用的是基于红外光的主动式光学定位追踪方案，该方案无需像电磁定位或者超声波定位那样需要专门的传感器模组，具有低成本，低功耗的优势，同时不直接受常见的空气扰动，复杂电磁环境的干扰，可以提供极高的定位精度。
激光定位的追踪方案虽然同样可以实现更高的精度，以及更广的识别区域，分布式处理等优势，算法构建上相对简单，但是成本相对较高，还容易受到光线等影响，这系列因素阻止了它向消费级市场进一步扩张的脚步。
所以，目前基于 Inside-out 的 6DoF VR 一体机都在基于红外光做定位追踪解决方案。不过，各家由于采取的传感零件、曝光策略、技术路径以及 SLAM 算法的不同，所以各有差异。
为了一探 YVR 1 背后高精准的 VSLAM 技术，VR 陀螺与 YVR技术团队进入了深入沟通交流。
（一）YVR的核心定位技术——硬同步
据悉，YVR 1 在定位上可以实现较高精度的原因是来自多方面的统一设计，主要包含了以下几点：
- 硬件上，头显上摄像头图像做到了硬同步，红外灯和摄像头组同步曝光；头显上的 IMU 安装位置，反电磁干扰等配置等；
- 标定方面，自研的标定框架精度高；
- 算法方面特征提取，状态估计等方面，功耗低；
- SLAM 算法解决 corner case，长尾跟踪，DSP 的优化，降低 CPU 占用；
其中“硬同步”为 YVR 区别于其他国内 VR 产品，实现与 Quest 2 同样定位精度的核心技术，主要目的是为了达到头显与手柄的在定位与交互上的高度同步。
具体来看，YVR 在头显以及双手柄上各自安装了一个MCU，由它在整个曝光策略线中起到“开关”作用，统一控制四个摄像头模组，让同步误差趋近于 0。如图显示：
图源：YVR
在硬同步的支持下，基于红外灯和摄像头模组的曝光特点，YVR 还打造了一套定制化的 RTOS 优先级配置。
YVR技术团队解释：“红外灯和摄像头组曝光的同步有两个特点，一是两者分属不同设备，接着不同的时钟源，随着时间推移，时钟的误差会不断积累扩大。为实现红外灯和摄像头组曝光的高精度同步，YVR 1 设计了一套高精度的时钟同步协议，实现了亚微秒级的时间同步精度。”
（二）硬同步 VS 软同步
如此一整套以“硬同步”为核心的统一曝光策略路线实现下来，既费时又费力，对于一款 VR 头显来说，它真的值得吗，采用高通支持的软同步难道不是性价比更高的选择吗？
YVR技术团队告诉 VR 陀螺，软同步是以主摄像头为基准，通过调整其他摄像头帧率，来达到同步曝光的目的，因此存在以下几个问题：
- 调整粒度较粗，帧率调整是以摄像头曝光行为单位，一般数微秒至数十微秒。
- 调整频率低，VR 摄像头帧率一般只有 30~60Hz，而一个新的帧率设置从下发到生效，再到数据帧返回，延时甚至可达上百毫秒，所以软同步精度很难迅速达到一个粒度单位。
- 图像帧时间戳易受中断优先级，cache 未命中等问题的影响而引入抖动。
由于摄像头同步精度低，这会直接影响到整个交互定位系统，降低用户体验。
YVR 技术团队表示：“摄像头同步精度低一方面会导致手柄快速运动中四个摄像头获取到不到位置的光斑而引入误差，另一方面为保证四个摄像头获得相同亮度的光斑，需要红外灯长时间的开启，会极大地增加手柄功耗。”
“硬同步方案不存在这些问题，通过统一的曝光控制线可以实现实时、零误差的摄像头同步，而把曝光控制线放到外置 MCU 控制，是为了进一步优化摄像头和红外灯之间的控制同步精度。”YVR 同时强调硬同步的优势以及YVR 的技术路径。
YVR 技术团队最后补充道：“在 YVR 1 中 MCU 采用 RTOS 优先级配置，可以通过深度优化中断优先级，借助 MCU 硬件特性等措施，极大消除外部因素带来的时间戳抖动，所以红外灯可以做到严格跟随摄像头曝光而开闭，红外灯模组功耗可以达到软同步方案的数十分之一。”
这是 YVR 为何致力于研发“硬同步”的主要因素——兼顾定位交互性能与功耗设计。
图源：首码项目网
结语
据陀螺研究院统计， 2021 年全球 VR 市场出货量为 1110 万台，同比增长幅度达到了 66%，基于目前相对成熟的 VR 软硬件产业链，以及新加入诸多角色的推动，预计2022 年 VR 头显出货量将增长 80%，达 2000 万台。
YVR 虽然是一支初创 VR 团队，但凭借背后公司玩出梦想在人力、财力和资源上的大力投入，未来很有可能跻身 VR 硬件第一梯队。至少目前可以看到的情况是，YVR 1 在产品和定位交互技术上已经交出了一份颇为满意的成绩。
2022 年 VR 消费市场，值得期待。
