Koordinat sistemleri

Karma gerçeklik uygulamaları, kendi dünyanızda gerçek nesnelere benzeyen ve ses veren hologramlar yerleştirir. Bu, ister fiziksel odaları ister oluşturduğunuz sanal bir bölge olsun, bu hologramları dünyanın anlamlı yerlerinde hassas bir şekilde konumlandırmayı ve yönlendirmeyi içerir. Windows, geometriyi ifade etmek için çeşitli gerçek dünya koordinat sistemleri sağlar; bunlar uzamsal koordinat sistemleri olarak bilinir. Hologram konumu, yönlendirme , bakış ışını veya el konumları hakkında mantık edinmek için bu sistemleri kullanabilirsiniz.

Cihaz desteği

Karma gerçeklik deneyimi ölçekleri

Mikrofonlu kulaklık yönlendirmesi kullanan 360 derecelik video görüntüleyicilerden uzamsal eşleme ve uzamsal tutturucuları kullanarak tam dünya ölçeğinde uygulama ve oyunlara kadar çok çeşitli kullanıcı deneyimleri için Karma gerçeklik uygulamaları tasarlayabilirsiniz:

Yukarıdaki deneyim ölçeklendirilerek "bebekleri iç içe geçirme" modeli izlenir. Windows Karma Gerçeklik için temel tasarım ilkesi şudur: Belirli bir kulaklık, hedef deneyim ölçeği ve daha küçük ölçekler için oluşturulmuş uygulamaları destekler.

Referans aşaması çerçevesi henüz HoloLens'te desteklenmemektedir. HoloLens'te oda ölçeğindeki bir uygulamanın şu anda kullanıcının zeminini ve duvarlarını bulmak için uzamsal haritalama veya sahne anlayışı kullanması gerekiyor.

Uzamsal koordinat sistemleri

Tüm 3B grafik uygulamaları, sanal nesnelerin konumları ve yönlendirmeleri hakkında düşünmek için Kartezyen koordinat sistemlerini kullanır. Bu koordinat sistemleri üç dikey eksen oluşturur: X, Y ve Z. Bir görünüme eklediğiniz her nesnenin koordinat sisteminde bir XYZ konumu olur. Windows, fiziksel dünyada gerçek anlamı olan bir koordinat sistemini, koordinat değerlerini metre cinsinden ifade eden uzamsal koordinat sistemi olarak çağırır. Bu, X, Y veya Z ekseninde iki birimi birbirinden ayıran nesnelerin karma gerçeklikte işlendiğinde birbirinden iki metre uzakta görüneceği anlamına gelir. Bunu bilerek nesneleri ve ortamları gerçek dünya ölçeğinde kolayca işleyebilirsiniz.

Genel olarak Kartezyen koordinat sistemleri "sağ el" veya "sol elle" olarak adlandırılır çünkü XYZ eksenlerinin yönlerini belirtmek için el konumlarını kullanabilirsiniz. Her iki koordinat sisteminde de pozitif X ekseni sağa, pozitif Y ekseni de yukarıyı gösterir. İkisi arasındaki fark, sağ elle kullanılan koordinat sisteminde Z ekseninin size işaret ederken, sol el koordinat sisteminde ise Z ekseninin sizden uzak durmasıdır .

Windows üzerindeki uzamsal koordinat sistemleri (ve bu nedenle, Windows Karma Gerçeklik) her zaman sağ elle kullanılır.

[! NOTLAR]

• Unity ve Unreal, sol elle kullanılan koordinat sistemini kullanır.
• En yaygın kullanılan sistemler solak ve sağ el koordinatları olsa da, 3B yazılımlarda kullanılan başka koordinat sistemleri de vardır. Örneğin, 3B modelleme uygulamalarının Y ekseninin görüntüleyiciye ve Z ekseninin yukarı doğru veya uzağa işaret ettiği bir koordinat sistemi kullanması olağan dışı değildir.

Yalnızca yönlendirme veya oturma ölçeğinde bir deneyim oluşturma

Holografik işlemenin anahtarı, kullanıcı hareket ettikçe uygulamanızın hologramlarının her karesine ilişkin görünümünü tahmin edilen baş hareketleriyle eşleşecek şekilde değiştirmektir. Sabit bir başvuru çerçevesi kullanarak kullanıcının baş konumu ve baş yönü değişikliklerine uygun oturarak ölçeklendirilmiş deneyimler oluşturabilirsiniz.

Bazı içerikler, seçilen bir başlıkta sabit kalarak ve kullanıcıdan her zaman uzaklığında sabit kalarak baş konumu güncelleştirmelerini yoksamalıdır. Birincil örnek 360 derecelik videodur: Video tek bir sabit perspektiften yakalandığından, kullanıcı etrafa baktığında görünüm yönü değişse bile görünüm konumunun içeriğe göre hareket etme yanılsamasını mahveder. Ekli bir başvuru çerçevesi kullanarak bu tür yalnızca yönlendirme deneyimleri oluşturabilirsiniz.

Sabit referans çerçevesi

Sabit bir referans çerçevesi tarafından sağlanan koordinat sistemi, kullanıcının başındaki değişikliklere saygı gösterirken, nesnelerin kullanıcıya yakın konumlarını dünyaya göre mümkün olduğunca kararlı tutmak için çalışır.

Unity gibi bir oyun motorunda oturarak ölçeklendirilmiş deneyimler için, motorun "dünya kaynağını" tanımlayan sabit bir referans çerçevesidir. Belirli bir dünya koordinatlarına yerleştirilen nesneler, aynı koordinatları kullanarak gerçek dünyadaki konumlarını tanımlamak için sabit başvuru çerçevesini kullanır. Kullanıcı dolaşırken bile dünyada kalan içerikler, dünya çapında kilitlenmiş içerik olarak bilinir.

Bir uygulama genellikle başlangıçta tek bir sabit başvuru çerçevesi oluşturur ve uygulamanın ömrü boyunca koordinat sistemini kullanır. Unity'de bir uygulama geliştiricisi olarak, kullanıcının ilk baş konumunda ve yönlendirmesinde olacak olan kaynağı temel alarak içerik yerleştirmeye başlayabilirsiniz. Kullanıcı yeni bir yere taşınırsa ve oturarak ölçeklendirilen deneyimine devam etmek isterse, bu konumda dünya kaynağını daha yeni yapabilirsiniz.

Zamanla, sistem kullanıcının ortamı hakkında daha fazla bilgi edindikçe, gerçek dünyadaki çeşitli noktalar arasındaki uzaklıkların sistemin daha önce inanıldığından daha kısa veya daha uzun olduğunu belirleyebilir. HoloLens'te kullanıcıların yaklaşık 5 metre genişliğindeki bir alanın ötesine geçtiği bir uygulama için hologramları sabit bir başvuru çerçevesinde işlerseniz, uygulamanız bu hologramların gözlemlenen konumunda kayma gözlemleyebilirsiniz. Deneyiminiz 5 metrenin üzerinde dolaşan kullanıcılara sahipse, aşağıda açıklandığı gibi hologramları kararlı tutmak için başka teknikler gerektiren dünya ölçeğinde bir deneyim oluşturuyorsunuz demektir.

Ekli başvuru çerçevesi

Ekli bir başvuru çerçevesi, kullanıcı gezinirken hareket eder ve uygulama çerçeveyi ilk oluşturduğunda tanımlanan sabit bir başlıkla birlikte hareket eder. Bu, kullanıcının bu başvuru çerçevesine yerleştirilen içeriğe rahatça göz atmalarını sağlar. Bu kullanıcı göreli şekilde işlenen içeriğe gövde kilitli içerik adı verilir.

Mikrofonlu kulaklık dünyanın neresinde olduğunu bulamıyorsa, bağlı bir referans çerçevesi hologramları işlemek için kullanılabilecek tek koordinat sistemini sağlar. Bu, kullanıcıya cihazının onları dünyada bulamadığını söylemek için geri dönüş kullanıcı arabirimini görüntülemek için ideal hale getirir. Oturarak ölçeklendirilen veya daha yüksek olan uygulamalar, kullanıcının yeniden çalışmaya başlamasını sağlamak için yalnızca yönlendirme geri dönüşü içermelidir ve kullanıcı arabirimi de Karma Gerçeklik girişte gösterilene benzer olmalıdır.

Ayakta ölçek veya oda ölçeği deneyimi oluşturma

Çevreleyici bir mikrofonlu kulaklıkta oturarak ölçeklendirmenin ötesine geçmek ve ayakta ölçek deneyimi oluşturmak için referans sahne çerçevesini kullanabilirsiniz.

Oda ölçeğinde bir deneyim sağlamak, kullanıcıların önceden tanımladıkları 5 metrelik sınır içinde dolaşmasına izin vermek için , aşama sınırlarını da de kontrol edebilirsiniz.

Başvuru aşama çerçevesi

Kullanıcı, çevreleyici bir mikrofonlu kulaklığı ilk kez ayarlarken karma gerçeklik deneyimi yaşayacakları odayı temsil eden bir aşama tanımlar. Aşama, bir aşama kaynağını, kullanıcının seçtiği kat konumunda ortalanmış uzamsal koordinat sistemini ve cihazı kullanmayı amaçladığı ileri yönlendirmeyi minimum düzeyde tanımlar. Y=0 kat düzleminde bu aşama koordinat sistemine içerik yerleştirerek, kullanıcı ayaktayken hologramlarınızın zeminde rahatça görünmesini sağlayabilir ve kullanıcılara ayakta ölçeklendirme deneyimi sağlayabilirsiniz.

Aşama sınırları

Kullanıcı isteğe bağlı olarak, odanın içinde karma gerçeklikte gezinmek için temizledikleri bir alan olan aşama sınırlarını da tanımlayabilir. Bu durumda uygulama, hologramların her zaman kullanıcının ulaşabileceği bir yere yerleştirildiğinden emin olmak için bu sınırları kullanarak oda ölçeğinde bir deneyim oluşturabilir.

Referans aşaması çerçevesi, zemine göre içeriklerin yerleştirildiği tek bir sabit koordinat sistemi sağladığından, sanal gerçeklik başlıkları için geliştirilen ayakta ölçek ve oda ölçeği uygulamalarını taşımanın en kolay yoludur. Bununla birlikte, bu VR platformlarında olduğu gibi, tek bir koordinat sistemi sadece yaklaşık 5 metre (16 ayak) çapında içeriği sabitleyebilir, kaldıraç-kol efektleri, sistem değiştikçe içeriğin merkezden belirgin bir şekilde değişmesine neden olmadan önce. 5 metrenin ötesine geçmek için uzamsal çapalar gereklidir.

Dünya ölçeğinde bir deneyim oluşturma

HoloLens, kullanıcıların 5 metrenin ötesine geçmelerini sağlayan gerçek dünya ölçeğinde deneyimlere olanak tanır. Dünya ölçeğinde bir uygulama oluşturmak için, oda ölçeğinde deneyimler için kullanılanların ötesinde yeni tekniklere ihtiyacınız olacaktır.

Tek bir katı koordinat sistemi neden 5 metreden fazla kullanılamaz?

Günümüzde oyunlar, veri görselleştirme uygulamaları veya sanal gerçeklik uygulamaları yazarken tipik yaklaşım, diğer tüm koordinatların güvenilir bir şekilde eşleyebilecekleri tek bir mutlak dünya koordinat sistemi oluşturmaktır. Bu ortamda, her zaman o dünyadaki iki nesne arasındaki ilişkiyi tanımlayan kararlı bir dönüşüm bulabilirsiniz. Bu nesneleri taşımadıysanız, göreli dönüşümleri her zaman aynı kalır. Bu tür bir küresel koordinat sistemi, geometrinin tamamını önceden bildiğiniz tamamen sanal bir dünyayı işlerken iyi çalışır. Günümüzde oda ölçeğinde VR uygulamaları genellikle zemindeki kaynağıyla bu tür mutlak oda ölçeğinde koordinat sistemi kurar.

Buna karşılık, HoloLens gibi sabit olmayan bir karma gerçeklik cihazı, dünyayı dinamik algılayıcı odaklı bir anlayışa sahiptir ve bir binanın tüm katında metrelerce yürürken kullanıcının çevresinin zaman içindeki bilgilerini sürekli olarak ayarlar. Dünya ölçeğinde bir deneyimde, tüm hologramlarınızı tek bir katı koordinat sistemine yerleştirdiyseniz, bu hologramların dünyaya veya birbirine göre zaman içinde sürüklenmek zorunda olması gerekir.

Örneğin mikrofonlu kulaklık şu anda dünyanın iki konumunun birbirinden 4 metre ayrı olduğuna inanabilir ve daha sonra konumların aslında 3,9 metre ayrı olduğunu öğrenerek bu anlayışı geliştirebilir. Bu hologramlar başlangıçta tek bir katı koordinat sistemine 4 metre uzaklıkta yerleştirildiyse, bunlardan biri her zaman gerçek dünyadan 0,1 metre uzakta görünür.

Uzamsal tutturucular

Windows Karma Gerçeklik, kullanıcının hologram yerleştirdiği dünyadaki önemli noktaları işaretlemek için uzamsal tutturucular oluşturmanıza izin vererek önceki bölümde açıklanan sorunu çözer. Uzamsal yer işareti, sistemin zaman içinde izlemesi gereken önemli bir noktayı temsil eder.

Cihaz dünya hakkında bilgi edindikçe, bu uzamsal tutturucular konumlarını gerektiği gibi birbirine göre ayarlayabilir ve her bir tutturucunun gerçek dünyaya göre yerleştirildiği yerde tam olarak kalmasını sağlayabilir. Kullanıcının hologram yerleştirdiği konuma uzamsal bir yer işareti yerleştirerek ve ardından hologramı uzamsal bağlantısına göre konumlandırarak, kullanıcı onlarca metre boyunca dolaşırken bile hologramın en iyi kararlılığı koruduğundan emin olabilirsiniz.

Uzamsal tutturucuların birbirine göre sürekli ayarlanması, uzamsal yer işaretleri ile sabit referans çerçeveleri arasındaki koordinat sistemleri arasındaki temel farktır:

• Sabit referans çerçevesine yerleştirilen hologramların tümü birbiriyle katı bir ilişkiyi sürdürmektedir. Ancak, kullanıcı uzun mesafelerde yürürken, kullanıcının yanındaki hologramların kararlı görünmesini sağlamak için bu çerçevenin koordinat sistemi dünyayı temel alarak kayabilir.

• Referans aşaması çerçevesine yerleştirilen hologramlar da birbiriyle katı bir ilişkiyi sürdürmektedir. Sabit çerçevenin aksine, aşama çerçevesi her zaman tanımlı fiziksel kaynağına göre sabit kalır. Ancak, aşamanın koordinat sisteminde 5 metre sınırının ötesinde işlenen içerik yalnızca kullanıcı bu sınır içinde dururken kararlı görünür.

• Bir uzamsal çapa kullanılarak yerleştirilen hologramlar, başka bir uzamsal çapa kullanılarak yerleştirilen hologramlara göre kayabilir. Bu, Örneğin, bir tutturucunun kendisini sola ayarlaması ve başka bir tutturucunun sağa ayarlanması gerekse bile, Windows'un her uzamsal tutturucunun konumunu anlamayı geliştirmesini sağlar.

Kullanıcıya yakın kararlılık için her zaman en iyi duruma gelen sabit referans çerçevesinin aksine, referans ve uzamsal tutturucuların aşama çerçevesi, çıkış noktalarına yakın kararlılık sağlar. Bu, bu hologramların zaman içinde tam olarak yerinde kalmasına yardımcı olur, ancak koordinat sisteminin kaynağından çok uzakta işlenen hologramların giderek daha ciddi lever-arm etkileri yaşayacağı anlamına da gelir. Bunun nedeni, aşamanın veya tutturucunun konumuna ve yönüne yapılan küçük ayarlamaların bu tutturucudan uzaklık ile orantılı olarak büyütülmesidir.

Uzak bir uzamsal tutturucunun koordinat sistemine göre işlediğiniz her şeyin kaynağının yaklaşık 3 metre içinde olduğundan emin olmak iyi bir kuraldır. Yakınlardaki bir aşamanın kaynağında, konumsal hataların artması yalnızca kullanıcının görünümünde çok fazla değişmeyecek küçük hologramları etkileyeceğinden uzak içeriğin işlenmesi sorun olmaz.

Uzamsal yer işareti kalıcılığı

Uzamsal tutturucular, uygulamanız askıya alınsa veya cihaz kapatıldıktan sonra bile uygulamanızın önemli bir konumu hatırlamasına olanak sağlayabilir.

Uygulamanızın oluşturduğu uzamsal tutturucuları diske kaydedebilir ve daha sonra uygulamanızın uzamsal bağlantı deposunda kalıcı hale getirerek yeniden yükleyebilirsiniz. Tutturucuyu kaydederken veya yüklerken, tutturucuyu daha sonra tanımlamak için uygulamanız için anlamlı bir dize anahtarı sağlarsınız. Bu anahtarı yer işaretinizin dosya adı olarak düşünün. Kullanıcının bu konuma yerleştirdiği 3B model gibi diğer verileri bu bağlantı noktasıyla ilişkilendirmek istiyorsanız, bunu uygulamanızın yerel depolama alanına kaydedin ve seçtiğiniz anahtarla ilişkilendirin.

Kullanıcılarınız mağazanın tutturucularını kalıcı hale getirerek tek tek hologramlar yerleştirebilir veya bir uygulamanın çeşitli hologramlarını yerleştireceği bir çalışma alanı yerleştirebilir ve ardından uygulamanızın birçok kullanım alanı üzerinden bu hologramları daha sonra bekledikleri yerde bulabilir.

Kafa kilitli içerikten kaçının

Ekranda sabit bir noktada (HUD gibi) kalan baş kilitli içeriğin işlenmesini kesinlikle önerilmez. Genel olarak, kafa kilitli içerik kullanıcılar için rahatsız edicidir ve kendi dünyalarının doğal bir parçası gibi hissetmez.

Baş kilitli içerik genellikle kullanıcıya bağlı veya dünyanın kendisine yerleştirilmiş hologramlarla değiştirilmelidir. Örneğin, imleçler genellikle nesnenin kullanıcının bakışları altındaki konumunu ve mesafesini yansıtacak şekilde doğal olarak ölçeklendirilerek dünyaya gönderilmelidir.

İzleme hatalarını işleme

Karanlık koridorlar gibi bazı ortamlarda, içeriden izleme kullanan bir mikrofonlu kulaklığın dünyada kendisini doğru şekilde bulması mümkün olmayabilir. Bu, hologramların yanlış işlenmesi durumunda görünmemesine veya yanlış yerlerde görünmesine neden olabilir. Şimdi bunun gerçekleşebileceği koşulları, kullanıcı deneyimi üzerindeki etkisini ve bu durumu en iyi şekilde ele almak için ipuçlarını ele alıyoruz.

Mikrofonlu kulaklık yetersiz sensör verileri nedeniyle izleyemez

Bazen mikrofonlu kulaklığın algılayıcıları mikrofonlu kulaklığın yerini bulamıyor. Bu hata şu durumlarda oluşabilir:

• Oda karanlık
• Algılayıcılar saç veya ellerle kaplıysa
• Çevre yeterli dokuya sahip değilse.

Bu durumda kulaklık, dünya kilitli hologramları işlemek için yeterli doğrulukla konumunu takip edemez. Uzamsal çapa, sabit çerçeve veya sahne çerçevesinin cihaza göre nerede olduğunu çözemezsiniz. Ancak, gövde kilitli içeriği ekli başvuru çerçevesinde işlemeye devam edebilirsiniz.

Uygulamanız, algılayıcıları ortaya çıkarma ve daha fazla ışığı açma gibi bazı ipuçlarını açıklayan bazı geri dönüş gövde kilitli içeriği işleyerek kullanıcıya konumsal izlemenin nasıl geri alındığını anlatmalıdır.

Mikrofonlu kulaklık, ortamdaki dinamik değişikliklerden dolayı yanlış şekilde izler

Ortamda çok sayıda dinamik değişiklik varsa , örneğin odada dolaşan çok sayıda kişi varsa cihaz düzgün şekilde izleyemez. Bu durumda, cihaz bu dinamik ortamda kendini izlemeye çalışırken hologramlar atlıyor veya kayıyor gibi görünebilir. Bu senaryoya ulaşmanız durumunda cihazı daha az dinamik bir ortamda kullanmanızı öneririz.

Ortam zaman içinde önemli ölçüde değiştiğinden kulaklık yanlış şekilde izlendi

Mobilyaların, duvar askılarının vb. taşındığı bir ortamda kulaklık kullanmaya başladığınızda, bazı hologramlar özgün konumlarından kaydırılmış görünebilir. Sistemin alanınızı anlaması artık doğru olmadığından, kullanıcı yeni alanda ilerledikçe önceki hologramlar da atlayabilir. Sistem daha sonra ortamı yeniden eşlemeye çalışırken odanın özelliklerini de uzlaştırmaya çalışır. Bu senaryoda, kullanıcıların beklendiği gibi görünmemeleri durumunda dünyada sabitledikleri hologramları değiştirmelerini teşvik etmek tavsiye edilir.

Mikrofonlu kulaklık, bir ortamdaki aynı boşluklar nedeniyle yanlış şekilde izler

Bazen, bir ev veya başka bir alanda aynı iki alan olabilir. Örneğin, iki özdeş konferans odası, iki özdeş köşe alanı, cihazın görüş alanını kapsayan iki büyük özdeş poster. Bu tür senaryolarda, cihaz bazen aynı parçalar arasında karıştırılabilir ve iç gösteriminde bunları aynı olarak işaretleyebilir. Bu, bazı alanlardaki hologramların diğer konumlarda görünmesine neden olabilir. Cihaz, ortamın iç gösterimi bozulurken izlemeyi sık sık kaybetmeye başlayabilir. Bu durumda sistemin çevre anlayışının sıfırlanması tavsiye edilir. Haritanın sıfırlanması, tüm uzamsal yer işareti yerleşimlerinin kaybolmasına neden olur. Bu, mikrofonlu kulaklığın ortamın benzersiz alanlarında iyi bir şekilde izlenmesine neden olur. Ancak cihaz aynı alanlar arasında yeniden karıştırılırsa sorun yeniden oluşabilir.

Ayrıca bkz.

• Unity'de koordinat sistemleri
• DirectX'te koordinat sistemleri
• Uzamsal tutturucular
• Karma gerçeklikte paylaşılan deneyimler
• Örnek olay incelemesi - Gerçekliğinizdeki deliklere bakma