libsurvive: 开源灯塔追踪系统

libsurvive 是一个开源的虚拟现实追踪系统,为 VR 爱好者和开发者提供了一个强大而灵活的工具。它的目标是实现完全开源的 6 自由度刚体追踪,可以在任何设备上运行,不依赖于 Steam 或其他商业平台。

项目背景与目标

libsurvive 项目起源于开发者们希望能够在不依赖 SteamVR 的情况下,使用 HTC Vive 和 Valve Index 等设备的追踪功能。它通过逆向工程和重新实现了基于灯塔的追踪算法,使得这些高精度的 VR 追踪技术可以在开源生态系统中使用。

项目的主要目标包括:

提供与 SteamVR 兼容的追踪精度和性能
支持各种 VR 硬件,包括 HTC Vive、Valve Index 等
跨平台支持,可在 Linux、Windows、Mac 等系统上运行
提供灵活的 API,方便集成到其他应用中
完全开源,允许社区贡献和定制

核心功能

libsurvive 的核心功能包括:

6 自由度刚体追踪:可以精确追踪 VR 头显、控制器等设备的位置和方向
支持 SteamVR 1.0 和 2.0 世代的灯塔:兼容不同版本的硬件
设备自动识别:可以自动检测并追踪连接的设备
内置校准功能:可以校准灯塔位置,提高追踪精度
惯性测量单元 (IMU) 支持:结合 IMU 数据提高追踪稳定性
事件系统:提供按键、触摸等输入事件
可视化工具:用于调试和演示的 3D 可视化界面

libsurvive 可视化界面

使用方法

快速开始

在 Debian/Ubuntu 系统上,可以按以下步骤快速安装和运行 libsurvive:

git clone https://github.com/cntools/libsurvive.git --recursive
cd libsurvive
sudo cp ./useful_files/81-vive.rules /etc/udev/rules.d/
sudo udevadm control --reload-rules && sudo udevadm trigger
sudo apt update && sudo apt install build-essential zlib1g-dev libx11-dev libusb-1.0-0-dev freeglut3-dev liblapacke-dev libopenblas-dev libatlas-base-dev cmake
make

然后插入 VR 设备,运行以下命令开始校准和显示:

./bin/survive-cli

对于可视化,可以使用 websocketd:

./bin/survive-websocketd & xdg-open ./tools/viz/index.html

在自己的应用中使用

libsurvive 提供了低级和高级两种 API 供开发者使用:

低级 API:通过回调函数获取原始传感器数据和姿态信息,适合需要深度定制的场景。
高级 API:提供简单的姿态查询接口,适合大多数应用场景。

示例代码:

while (survive_simple_wait_for_update(actx) && keepRunning) {
    for (const SurviveSimpleObject *it = survive_simple_get_next_updated(actx); 
         it != 0;
         it = survive_simple_get_next_updated(actx)) {
        SurvivePose pose;
        uint32_t timecode = survive_simple_object_get_latest_pose(it, &pose);
        printf("%s %s (%u): %f %f %f %f %f %f %f\n", 
               survive_simple_object_name(it),
               survive_simple_serial_number(it), 
               timecode, 
               pose.Pos[0], pose.Pos[1], pose.Pos[2],
               pose.Rot[0], pose.Rot[1], pose.Rot[2], pose.Rot[3]);
    }
}

除了 C API,libsurvive 还提供了 Python 和 C# 的绑定,方便在不同语言中使用。

应用场景

libsurvive 的应用场景非常广泛,包括但不限于:

VR 游戏开发:可以作为 SteamVR 的替代品,用于开发不依赖 Steam 平台的 VR 游戏。
科研项目:为虚拟现实相关的科研工作提供开源的追踪解决方案。
机器人导航:利用高精度的空间定位能力,辅助机器人进行导航。
动作捕捉:用于小规模的动作捕捉项目,如动画制作或运动分析。
增强现实应用:为 AR 应用提供精确的空间定位信息。
工业应用:在工业环境中用于工具追踪、质量控制等场景。

社区与发展

libsurvive 是一个活跃的开源项目,拥有广泛的社区支持。开发者可以通过以下方式参与项目:

GitHub 仓库:提交 issue、PR 或查看源码
Discord 频道:与其他开发者讨论和交流
Matrix 聊天室:另一个社区交流平台

项目的未来发展方向包括:

提高追踪精度和稳定性
支持更多类型的 VR 硬件
改进校准算法,简化用户体验
开发更多的示例应用和集成方案

结语

libsurvive 为 VR 开发者和爱好者提供了一个强大的开源工具,让高精度的空间追踪技术不再局限于封闭的商业生态系统。无论您是想开发独立的 VR 应用,还是进行相关的科研工作,libsurvive 都是一个值得考虑的选择。通过社区的持续努力,我们有理由相信 libsurvive 会在未来为虚拟现实技术的发展做出更大的贡献。