Comparing Inside-out and Outside-in Tracking in Virtual Reality

Abstract

Tiivistelmä Tekijä: Suvi Alanko Otsikko: Inside-out ja Outside-in-seurannan vertailu virtuaalitodellisuudessa Sivumäärä: 32 sivua Aika: 6.11.2023 Tutkinto: Insinööri (AMK) Tutkinto-ohjelma: Tieto- ja viestintätekniikka Ammatillinen pääaine: Älykkäät järjestelmät Ohjaajat: Lehtori Kimmo Sauren

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli syventyä virtuaalitodellisuuteen (VR) ja sen seurantamenetelmiin. Seurantamenetelmällä opinnäytetyössä tarkoitetaan ihmisen liikkeiden reaaliaikaista seuraamista eri antureiden avulla, kun hän käyttää virtuaalilaseja. Nämä liikkeet muunnetaan seurantamenetelmien avulla vastaamaan samaa toimintaa virtuaalimaailmassa.

Opinnäytetyön päätavoitteena oli vertailla inside out -seurantamenetelmää ja outside in -seurantamenetelmää sekä tutkia niiden eroja. Tutkimus suoritettiin Varjo Technologies Oy:lle toteutettavana tutkimuksena. Uutena työntekijänä minun oli olennaista ymmärtää, mitä virtuaalitodellisuus tarkoittaa ja mitä erilaisia ratkaisuja seurantamenetelmistä on saatavilla VR-markkinoilla.

Opinnäytetyö perustuu olemassa olevan VR-teknologian tutkimukseen ja erilaisia seurantateknologioita käyttävien virtuaalilasien testaamiseen. Tarkoituksena oli selvittää näiden seurantamenetelmien vahvuudet ja heikkoudet.

Testattavina laitteina olivat Varjon uusimmat virtuaalilasit XR-3, jotka hyödyntävät outside in -seurantateknologiaa ja Metan laajalti kuluttajamarkkinoilla suositut Oculus Quest 2 -virtuaalilasit, joissa käytetään inside out -seurantateknologiaa.

Tutkimuksen tuloksena havaittiin, että XR-3 on laite, joka on suunniteltu pääasiassa yrityksille ammattikäyttöön. Se tarjoaa erittäin tarkkaa paikannusta, mutta on samalla hyvin kallis laite. Oculus Quest 2 taas soveltuu hyvin viihdekäyttöön, erityisesti peleihin ja virtuaalimaailman videoiden katseluun. Oculus Quest 2 on kuluttajaystävällisemmin hinnoiteltu, ja se toimii ilman ulkoisia lisälaitteita. Tosiaalta Oculus Quest on alttiimpi ympäristön olosuhteille.

Tulevaisuudessa VR-kehityssuuntauksien seurantamenetelmät kallistuvat yhä enemmän inside out -seurantajärjestelmiin niiden helppokäyttöisyyden ja yleisen saavutettavuuden vuoksi. Teknologia kehittyy jatkuvasti ja inside out- seurantajärjestelmä tulee pian saavuttamaan outside in -seurannan tarkkuuden.

Avainsanat: virtuaalitodellisuus, seuranta, inside-out, outside-in

Abstract Author: Suvi Alanko Title: Comparing Inside-out and Outside-in Tracking in Virtual Reality Number of Pages: 32 pages Date: 6 November 2023 Degree: Bachelor of Engineering Degree Programme: Information and Communication Technology Professional Major: Smart Systems Supervisors: Kimmo Sauren, Senior Lecturer

The objective of this final year project was to study virtual reality (VR) and its tracking methods. Tracking in virtual reality means following a user’s movements with sensors in real life and interpreting the movements in the virtual world. The objective was to compare inside-out and outside-in tracking and study their differences. The project was carried out for Varjo Technologies Oy. It is crucial for new employees to understand what virtual reality is, and what types of solutions there are in the VR market.

This project was based on studying material about the current available VR technology and conducting tests with two virtual headsets that use different tracking technologies. The aim is was understand the benefits and disadvantages of these two different technologies. The devices under test were, firstly, Varjo’s latest virtual reality headset XR-3, which uses outside-in tracking. The second device was Meta’s very popular head-mounted display (HMD) in the consumer market, Oculus Quest 2. Oculus Quest 2 uses inside-out tracking.

The study showed that XR-3 is a more high-end device meant mainly for professional use. It has more accurate positional tracking performance than Oculus Quest 2 and the XR-3 technology is very expensive. Oculus Quest 2 is a good device for entertainment. It is good for playing games or watching videos in the virtual world. The cost of Oculus Quest 2 is more consumer friendly, and it does not need any external devices to operate. On the other hand, Oculus Quest 2 is more sensitive to external conditions.

VR is developing towards inside-out tracking systems in the future because of the ease of use, and it is becoming more available for everyone. The technology is constantly evolving, and it will soon catch up with the inside-out on tracking performance accuracy that is seen on the outside-in tracking system.

Keywords: virtual reality, tracking, inside-out, outside-in