Käsien seuranta virtuaalitodellisuudessa
Juutilainen, Tommi (2023)
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023052915329
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023052915329
Tiivistelmä
Insinöörityössä perehdyttiin virtuaalitodellisuuden nykytilanteeseen. Tarkoituksena oli selvittää, kuinka helposti pelimoottorilla pääsee sovelluskehityksessä alkuun, kun päätavoitteena on virtuaalilasien käsienseurantaominaisuuksien käyttö.
Käsienseurannassa edellytyksenä ovat sisältä ulospäin tapahtuvan seurannan mahdollistavat kamerat, riittävä prosessointiteho ja toimiva ohjelmisto. Ohjaimet tarvitsevat IMU-sensorin (inertial measurement unit eli inertiaalinen mittausyksikkö) lisäksi IR-ledit (infrared eli infrapuna) tai oman sisältä ulospäin seurannan toteutuksen. Käsien ja ohjainten seurantatehokkuuteen vaikuttavat valoisuus, käsien etäisyys sekä toisistaan että virtuaalilaseista tai tukiasemista, käsien nopeus ja laitteiston ja ohjelmiston tehokkuus. Työssä käytettiin mallilaitteena virtuaalilaseja, joissa on käytössä sekä ohjaimet että käsienseurannan mahdollistava sisältä ulospäin seuranta.
Työssä käytettiin Metan ja Unityn tarjoamia kehityspaketteja, ja niiden avulla luotiin pelillisiä ominaisuuksia, kuten tarttumista, heittämistä ja käsieleitä. Tuloksena oli pelinäkymä, jossa toimii sekä käsienseuranta että ohjainten seuranta: molemmilla paketeilla voi tarttua esineeseen, myös etäisyydeltä, ja laatikkoon, jonka kokoa voi käsitellä. Objekteilla on myös fysiikat, joten niitä voi heittää. Metan paketilla, kun kädet ovat käsienseurantatilassa tietyssä asennossa, tulee käsistä salamoita.
Työssä vertailtiin kahta ohjelmistokehityspakettia: Oculus Integration SDK- ja Unity XR Interaction Toolkit -pakettia. Oculus Integration SDK -paketti, joka on tarkoitettu Metan laitteille, on ominaisuuksiltaan laaja, ja kehittäjää varten on tehty paljon valmiiksi, joten koodaustaitoja ei vaadita. Valmiita objekteja viedään pelinäkymään ja toistensa komponenttien referensseiksi. Unity XR Interaction Toolkit -paketti puolestaan tukee useampaakin laitevalmistajaa, mutta esimerkiksi käsienseurannassa sillä menettää usein otteen objektista, vaikka käsi on vielä tartunta-asennossa. Käsienseurantaominaisuus on paketissa melko tuore, joten se todennäköisesti vielä paranee.
Käsienseurannassa edellytyksenä ovat sisältä ulospäin tapahtuvan seurannan mahdollistavat kamerat, riittävä prosessointiteho ja toimiva ohjelmisto. Ohjaimet tarvitsevat IMU-sensorin (inertial measurement unit eli inertiaalinen mittausyksikkö) lisäksi IR-ledit (infrared eli infrapuna) tai oman sisältä ulospäin seurannan toteutuksen. Käsien ja ohjainten seurantatehokkuuteen vaikuttavat valoisuus, käsien etäisyys sekä toisistaan että virtuaalilaseista tai tukiasemista, käsien nopeus ja laitteiston ja ohjelmiston tehokkuus. Työssä käytettiin mallilaitteena virtuaalilaseja, joissa on käytössä sekä ohjaimet että käsienseurannan mahdollistava sisältä ulospäin seuranta.
Työssä käytettiin Metan ja Unityn tarjoamia kehityspaketteja, ja niiden avulla luotiin pelillisiä ominaisuuksia, kuten tarttumista, heittämistä ja käsieleitä. Tuloksena oli pelinäkymä, jossa toimii sekä käsienseuranta että ohjainten seuranta: molemmilla paketeilla voi tarttua esineeseen, myös etäisyydeltä, ja laatikkoon, jonka kokoa voi käsitellä. Objekteilla on myös fysiikat, joten niitä voi heittää. Metan paketilla, kun kädet ovat käsienseurantatilassa tietyssä asennossa, tulee käsistä salamoita.
Työssä vertailtiin kahta ohjelmistokehityspakettia: Oculus Integration SDK- ja Unity XR Interaction Toolkit -pakettia. Oculus Integration SDK -paketti, joka on tarkoitettu Metan laitteille, on ominaisuuksiltaan laaja, ja kehittäjää varten on tehty paljon valmiiksi, joten koodaustaitoja ei vaadita. Valmiita objekteja viedään pelinäkymään ja toistensa komponenttien referensseiksi. Unity XR Interaction Toolkit -paketti puolestaan tukee useampaakin laitevalmistajaa, mutta esimerkiksi käsienseurannassa sillä menettää usein otteen objektista, vaikka käsi on vielä tartunta-asennossa. Käsienseurantaominaisuus on paketissa melko tuore, joten se todennäköisesti vielä paranee.