يستخدم Magic Leap 2 الكاميرات ووحدات القياس بالقصور الذاتي (IMUs)؛ لتحديد وضعه النسبي الدقيق (الموضع والدوران) في أي وقت. من خلال معرفته لوضعه، يستطيع الجهاز جعل الأشياء تبدو مرتبطة بالعالم المحيط؛ بينما يتحرك جهاز الرأس في حيز العمل. هذا يعني أن المحتوى الرقمي يظل في موضعه واتجاهه الأولي منسوبًا إلى العالم المُحيط، في حين يشاهده المستخدم من زوايا رؤية مختلفة.

يُطلق على النظام الذي يحدد وضع الجهاز اسم وضعية الرأس. وهو يعمل بأداءٍ موثوق في معظم البيئات الداخلية. نظرًا لطبيعة التكنولوجيا، قد تكون بعض الظروف المحيطة أكثر مناسبة من غيرها. الهدف من هذه المقالة هو تقديم إرشادات عن الأماكن التي يعمل فيها نظام وضعية الرأس بشكل جيد، وتلك البيئات التي قد يصعب على الجهاز العمل فيها بأفضل أداءٍ.

البيئات

توجد عوامل بيئية مختلفة قد تؤثر على أداء نظام وضعية الجهاز. 

النسيج

يعتمد نظام "وضعية الرأس" على التعرف على المعالم في البيئة المحيطة وتتبعها. المعالم هي نقاط بارزة مثل: الزوايا، وتقاطعات الخطوط، والبقع. تعمل هذه المعالم كنقاط استدلال يمكن التعرف عليها من زوايا رؤية مختلفة. كلما زاد العدد الظاهر من هذه المعالم وتشتتها، زادت دقة وقوة نظام وضعية الرأس. يشار إلى هذه البيئات بالبيئات "غنية النسيج". الجهاز مصمم أيضًا للتتبع في بيئات فقيرة النسيج نسبيًا، لكن كلما زادت كثافة النسيج، زادت دقة التجربة وقوتها.

النسيج المثالي

تنوع الأشياء في المشهد؛ كلما زادت الفوضى، كان ذلك أفضل.

• النوع: أي شيء غير موحد الشكل، ثابت في الغرفة.
  • أمثلة:
    • الصور، والملصقات، والشعارات، والعلامات، والنصوص، وما إلى ذلك.
    • الأثاث، الديكور الداخلي، النباتات
    • الأجهزة الإلكترونية الصغيرة المثبتة (الثابتة)، مثل أجهزة الاستشعار، ومفاتيح الإضاءة، وقارئات الشارات
    • الآلات التي تكون ثابتة في الغالب
• التوزيع: أن تكون الأشياء موزَّعة في الغرفة قدر الإمكان.الوضع المثالي هو أن تستطيع الكاميرات رصد هذا النسيج في جميع أجزاء الغرفة.
• الحجم: هذا العامل يقل في أهميته كثيرًا عن أهمية التوزيع.يمكن للأشياء أن يتراوح حجمها بين 2 سم و 2 متر.
• المسافة: يجب أن تكون المعالم قريبة من الجهاز، على مسافة تتراوح بين 1 إلى 4 أمتار.

البيئات الصعبة:

• ينبغي تجنب البيئات التي بها أسطح كبيرة الحجم وموحدة الشكل، مثل الغرف التي ليست بها سوى جدران موحدة الشكل.
• قد تنشأ أيضًا مشاكل حال وجود العديد من المعالم المتطابقة، التي يتعذر التفريق بين بعضها بعضًا. هذا قد يحدث هذا بسبب -على سبيل المثال- ملاحظة بنية متكررة على السقف، دون أية نقاط بارزة أخرى في مجال رؤية الجهاز.
• نسيج فقط على مسافة بعيدة (> 4 أمتار). تشمل الأمثلة النظر من النافذة أو إلى مساحات مفتوحة كبيرة (مثل الممرات) بها القليل من النسيج على مسافة قريبة.
• العديد من الأشياء المتحركة (راجع قسم ديناميكيات المشهد)، ومن الأمثلة على ذلك:
  • طاولات يمكن تعديل ارتفاعها
  • كراسي غير ثابتة
  • شاشات كبيرة، يتغير محتواها، أو مشغل عليها فيديو

توصيات لتصميم البيئة:

• يمكنك تعليق ملصقات أو لافتات على الجدران، أو إضافة نباتات أو غير ذلك من أشياء غنية بالتفاصيل إلى البيئة؛ لتحسين القدرة على التتبع.
• إن كان من غير الممكن التغيير في معالم البيئة، عليك التأكد من أن أجزاء من هذه البيئة بها ما يكفي من معالم ظاهرة دائمًا أمام كاميرات الجهاز.

الظروف الجيدة

 

الأسطح الصعبة موحدة الشكل

 

النسيج المتكرر

 

 

الإضاءة

يعمل نظام وضعية الرأس مع مجموعة كبيرة ومتنوعة من ظروف الإضاءة، ويفترض له أن يعمل بشكل جيد في معظم السيناريوهات. كقاعدة عامة، يمكن اتباع ما يلي: "كلما زادت الإضاءة، كان ذلك أفضل".

الظروف المثالية:

• إضاءة داخلية اصطناعية موحدة > 50 لوكس

الظروف الصعبة:

• سيناريوهات الإضاءة المنخفضة التي شدة إضاءتها < 10 lux. يمكن ملاحظة انخفاض في الأداء يؤدي إلى فقدان التتبع وزيادة الاختلافات في الوضع، في ظروف الإضاءة المنخفضة جدًا. ولن يتمكن نظام وضعية الرأس أن يتعامل مع الحركات السريعة أيضًا، وربما لن يكون قادرًا على استعادة التتبع بعد فقدانه.
• اختلافات كبيرة في درجات السطوع، على سبيل المثال وحدات إضاءة منفصلة شديدة السطوع.
• تغيير الإضاءة: يمكن للتغيُّرات الكبيرة في الإضاءة -مثل تشغيل إضاءة السقف أو إيقافها- أن تشكل تحديات لنظام وضعية الرأس؛ لذا يجب تجنب حدوث مثل هذه التغيُّرات الكبيرة؛ فنظام وضعية الرأس أكثر قدرة على التعامل مع التغيرات التدريجية في الإضاءة.

ديناميكا المشهد

تتكون البيئة ("المشهد") من أجزاء ثابتة وأخرى متحركة.يمكن يتسبب نقل الأشخاص أو الأشياء (الأبواب، على سبيل المثال)، أو الأنسجة (مثل المحتوى الموجود على شاشات الكمبيوتر/التلفزيون) في عدم استقرار التتبع إن كانت هذه الأشياء تشغل جزءًا بارزًا من مجال الرؤية الخاص بالجهاز.التأثير السلبي للأشياء الديناميكية على جودة التتبع يزداد ويصبح أقوى حال تغطية هذه الأشياء لجزء كبير من مجال رؤية الجهاز (خاصة في البيئات ذات النسيج المنخفض، مثل الممرات).

الظروف المثالية:

• يمكن تحقيق أفضل أداء للتتبع في البيئات الثابتة تمامًا، غنية النسيج. في البيئات التي بها محتوى ديناميكي، يمكن تحسين أداء التتبع من خلال: تحسين البيئة بإضافة كائنات ثابتة يفضل أن تكون غنية النسيج (مثل الصور على الجدران، والنباتات، وما إلى ذلك)، والحفاظ على المحتوى الثابت بحيث يظل في مجال الرؤية قدر الإمكان.

الظروف الصعبة:

• قد تكون الأماكن المزدحمة صعبة للغاية بسبب كثرة أعداد الأشخاص المتحركين. يمكن عند التنقل بين الحشود تحسين جودة التتبع من خلال التركيز على الأجزاء الثابتة في هذه البيئة ("النظر أعلى الأشخاص")  بدلاً من التركيز مباشرة على الحشد، الأمر الذي يؤدي إلى تغطية مجال رؤية الجهاز بالكامل بالأشخاص المتحركين. 
• قد يكون المشي عبر الأبواب أحد السيناريوهات الأخرى الصعبة، خاصة في المناطق المحيطة الأخرى ذات النسيج المنخفض (انظر الصورة). إن النظر بعيدًا عن الباب (يفضل أن يكون ذلك على منطقة ذات نسيج) أثناء فتحه سيساعد في الحفاظ على جودة التتبع. كما يمكن أن تؤدي إزالة النسيج من الأجزاء المتحركة (مثل الملصق من الباب المتحرك) إلى تحسين التجربة.

الانعكاسات المرآوية

عندما يصادف الكاميرات أسطحًا عاكسة، مثل الأسطح أو الأرضيات اللامعة أو الجدران الزجاجية أو المرايا، قد تجعل هذه المناطق الجهاز يبدو كأنه يتحرك في اتجاه مختلف عما هو عليه بالفعل. قد تتسبب هذه المناطق في مشكلة في التتبع، يعتمد هذا على حجمها. حاول تجنب المناطق التي بها أسطح عاكسة كبيرة، أو حاول تغطية تلك الأسطح جزئيًا على الأقل.

الظروف المثالية:

• خلو المكان من الأسطح العاكسة؛ فكلما قل عدد الانعكاسات المرآوية، كان ذلك أفضل.

الظروف الصعبة:

• شغلُ جدرانٍ زجاجيةٍ كبيرةٍ لجزء كبير من مجال رؤية كاميرات جهاز الرأس
• شغلُ مرايا كبيرة لجزء كبير من مجال رؤية كاميرات جهاز الرأس

 

الحركات

سرعات الحركة

صُمِّمَ الجهاز بحيث يدعم جميع أنواع حركاتك، لكن قد تكون الحركات السريعة جدًا صعبة، وربما تقلل من جودة الأداء.

الظروف المثالية:

• المشي والنظر، مع تفادي الحركات السريعة المفاجئة.

الظروف الصعبة:

• هز الرأس سريعًا.

كيفية التعامل مع الجهاز

يتحسن أداء نظام وضعية الرأس عندما يكون الجهاز على الرأس نظرًا لتقيد حركته (راجع الحركات). لتخفيف مشاكل وضعية الرأس عندما يكون الجهاز غير مثبتًا على الرأس (على سبيل المثال: خلعه من الرأس، ووضعه جانبًا من أجل الاستخدام لاحقًا، ووضعه على الرأس، وحمله يدويًا)، من المهم التعامل مع الجهاز بلطف، من خلال الالتزام بالتوصيات التالية. إن كنت قد مكنت وضع الاستعداد، تأكد من قراءة أفضل الممارسات المتبعة عندما تكون في وضع الاستعداد.

الإمساك بالجهاز وحمله

• لا تغطي أي كاميرات أبدًا، وضع الجهاز على الصدغين في وضع أفقي أو قائم (متجهًا لأعلى) للتأكد من أن الكاميرات يمكنها رؤية أكبر قدر ممكن من المشهد. 

 

• • الصورة اليسرى: أسلوب جيد - الجهاز أفقي، والكاميرات غير مغطاة
  • الصورة الوسطى: أسلوب سيئ - الجهاز متجه نحو الأرض
  • الصورة اليمنى: أسلوب سيئ - إحدى الكاميرات مغطاة

• يجب توجيه الجهاز نحو مشهد به نسيج كافٍ وليست به مكونات ديناميكية (راجع ديناميكيات المشهد)
• يجب أن يكون الجهاز على مسافة لا تقل عن 30 سم / 1 قدم من أقرب سطح في اتجاه الرؤية

وضع الجهاز جانبًا؛ للاستخدام لاحقًا

"الاستخدام لاحقًا" قد يتضمن هذا سيناريوهات مثل شحن البطاريات.

• اتبع التوصيات الخاصة بـ الإمساك بالجهاز أو حمله
• ضع الجهاز برفق؛ بحيث يتم توجيهه نحو مشهد به نسيج كافٍ وليست به مكونات ديناميكية (على سبيل المثال: أشخاص، أو شاشة يُعرضُ عليها محتوى متغير) على مسافة كافية من أي كائنات قريبة أمام الجهاز. يمكن أيضًا قلب الجهاز؛ لتتمكن الكاميرات من رؤية حيزٍ كبيرٍ من الغرفة.

الصورة اليسرى: أسلوب سيئ - الجهاز موجه نحو الشخص الجالس على المكتب

الصورة الوسطى: أسلوب سيئ - الصندوق الأزرق الموجود أمام الجهاز قريب جدًا، ما يعيق مجال الرؤية

الصورة اليمنى: أسلوب جيد - الجهاز موجه نحو مشهد به نسيج، وعلى مسافة كافية

وضع الاستعداد

في حالة تمكين وضع الاستعداد، سيتم إيقاف عمل نظام وضعية الرأس. يبدأ وضع الاستعداد في حال عدم اكتشاف عينيك مدة تتراوح بين 5 و10 ثوانٍ تقريبًا، ويحدث هذا على سبيل المثال عندما تنزع الجهاز من رأسك. عند الدخول في وضع توصيل الطاقة العادي (أي عند اكتشاف العينين لمدة بضع ثوان)، يحاول نظام وضعية الرأس استعادة التتبع، استنادًا إلى بيانات الجلسة قبل الدخول إلى وضع الاستعداد. اتبع التوصيات التالية؛ لزيادة فرص وسرعة إعادة التموضع الناجحة عند العودة من وضع الاستعداد إلى الوضع العادي:

• عند نزع الجهاز من رأسك، احتفظ به بين يديك مدة تتراوح بين 5 و10 ثوانٍ إضافية؛ لتمكنه من الدخول إلى وضع الاستعداد في ظروف جيدة (موجهًا نحو مشهد ثابت به نسيج كاف)
• بعد وضع الجهاز على رأسك، انظر إلى جزء مميز من المشهد (جزء من المشهد غني بالنسيج، ليست به أنماط متكررة) تكون قد نظرت إليه بالفعل قبل الدخول إلى وضع الاستعداد؛ لأن ذلك يساعد نظام وضعية الرأس على التعرف على المشهد، واستعادة القدرة على التتبع بنجاح

ظروف الأماكن المفتوحة

ظروف الأماكن المفتوحة غير مدعومة حاليًا ولم تُختبر بواسطة Magic Leap بعد.إلا أن هذا لا يعني أن الجهاز لا يستطيع العمل في مثل هذه السيناريوهات.تنطبق نفس التوصيات المذكورة في قسم البيئات على الأماكن المفتوحة.لذا، يمكن ذكر الملاحظات العامة التالية.

السيناريوهات المرجح لها أن تنجح

• ظروف منظمة للأماكن المفتوحة التي بها نسيج جيد: بيئات بها أرضيات منظمة، بالقرب من الأشياء أو الجدران التي بها معالم مميزة

سيناريوهات غير مرجح لها أن تنجح

• سيناريوهات الطبيعة التي بها الكثير من النباتات، مثل غابة بها أوراق تحركها الرياح، أو عشب طويل
• المساحات المفتوحة الواسعة
• الأماكن شديدة الازدحام
• ظروف الطقس الصعبة

تواصل Magic Leap العمل على تحسين قدرات منتجاتها، وقد تدعم رسميًا بعض سيناريوهات الأماكن المفتوحة، من خلال تحديثات للبرامج في المستقبل.

المنصات المتحركة

المنصات المتحركة تمثل تحديًا؛ نظرًا لحقيقة أن قياسات القصور الذاتي (IMU) لا تتوافق مع ما ترصده الكاميرات. هذا يشبه إلى حد كبير حالة الغثيان التي يعاني منها البشر عند قراءة كتاب وهم في سيارة متحركة. لا يدعم Magic Leap 2 حاليًا المنصات المتحركة، لكن تواصل Magic Leap العمل على تحسين قدرات منتجاتها، وقد تدعم رسميًا بعض سيناريوهات المنصات المتحركة، من خلال تحديثات للبرامج في المستقبل.

فيما يلي أمثلة على المنصات المتحركة:

• المصاعد
• السيارات
• السفن / الهياكل العائمة
• الطائرات

معالجة مشاكل وضعية الرأس

وضعية الرأس مفقودة

في ظل ظروف الإضاءة المنخفضة، أو "عدم وجود نسيج كافٍ"، لن يتمكن الجهاز من مواصلة تتبع البيئة (راجع القسم السابق، الذي يتحدث عن أوصاف السيناريوهات الشائعة). نتيجة لذلك، سيرى المستخدم المحتوى الرقمي "مرتبطًا بالرأس"، ما يعني أن المحتوى يتبع حركة الرأس، وليس مرتبطًا بالبيئة، إضافة إلى إشعار من النظام ينبه بخصوص فقدان وضعية الرأس.

يحاول الجهاز إعادة تحديد موقعه ليتعافى من حالة الفقد هذه.  تستفيد وظيفة محاولة إعادة تحديد الموقع هذه من الخريطة التي أُنشئت خلال فترة تتبع الجهاز للبيئة. يحتاج الجهاز إلى رؤية مشهد في البيئة التي كان يتتبعها قبل فقد القدرة على التتبع؛ حيث يساعده هذا على إعادة تحديد موقعه (استعادة التتبع). يستطيع الجهاز عادة استعادة التتبع في غضون ثانية واحدة في معظم الحالات الاعتيادية. 

في حال لم تنجح محاولة إعادة تحديد الموقع بعد 15 ثانية، يعاد تعيين وضعية الرأس تلقائيًا، وتبدأ جلسة تتبع جديدة (راجع إعادة تعيين نظام وضعية الرأس). من المرجح أن تتسبب السيناريوهات التالية في فقد التتبع

• الإضاءة المنخفضة (عادة، أقل من 5 لوكس)
• عدم كفاية النسيج في البيئة، كما هو الحال في الممرات، أو عندما يكون المستخدم قريبًا جدًا من الجدران. 
• وجود كائنات ديناميكية تغطي غالبية مشهد كاميرا التتبع الخاصة بالجهاز. على سبيل المثال: في الأماكن شديدة الازدحام. 
• الحركات السريعة للغاية. لا مشكلة في المشي المُعتاد للأشخاص، لكن قد يتسبب الجري في فقدان التتبع في كثير من الأحيان. 

التوصية:

• عُد إلى المكان الذي كان التتبع فيه مستقرًا قبل أن ينقطع؛ وتجول ببصرك في أرجاء هذا المكان. في معظم الحالات، يعاود التتبع العمل.

المحتوى الرقمي مُرحَّل

قد يحدث أحيانًا ولا يظل المحتوى الرقمي مرتبطًا بالبيئة المحيطة، بل يظهر في موقع غير صحيح بشكل غير متوقع، بمعنى أن يتحول قليلاً عن موضعه الأصلي.

يوجد نوعان أساسيان من حالات "ترحيل المحتوى"، وينتجان عن أسباب رئيسية مختلفة:

1. الترحيل البسيط للمحتوى الافتراضي عند التجول حول المحتوى على مسافة قريبة منه نسبيًا (بضعة أمتار على الأكثر)، لكن من كل موضع من مواضع الرؤية يعاد النظر إليه منه، يظهر المحتوى بشكل متكرر في نفس الموقع. هذا يعدُ حاليًا أحد القيود المعروفة للنظام. للتخفيف من أثر هذه المشكلة، جرب وضع المحتوى الافتراضي عندما تكون في المكان الذي تريد التفاعل مع المحتوى الافتراضي فيه.
2. ترحيل المحتوى الافتراضي عند الابتعاد عن المحتوى والعودة إلى الموضع الأصلي. إذا كان المحتوى عالقًا في موضع مرحَّل في هذه الحالة، قد تكون بالخريطة التي أُنشئت داخليًا بواسطة الجهاز مشكلة؛ في هذه الحالة، جرّب النقل القسري:
   1. قم بتغطية الكاميرات الثلاث لبضع ثوانٍ، إلى أن يفقد الجهاز التتبع.
   2. إن استمرت المشكلة بعد النقل، أعد ضبط الخريطة بالكامل، من خلال تغطية الكاميرات لمدة 15 ثانية على الأقل؛ ملحوظة:  سيتطلب هذا إعادة وضع المحتوى الافتراضي مرة أخرى.
3. الترحيل بعد إعادة ضبط وضعية الرأس. عند إعادة تعيين وضعية الرأس وبدء جلسة تتبع جديدة، تُفقدُ جميع معلومات الجلسة السابقة، ويظهر المحتوى الرقمي في مكان جديد.

المحتوى الرقمي يُحلِّقُ بعيدًا

في ظل السيناريوهات الصعبة (إضاءة منخفضة، مشاهد بها ديناميكية عالية)، أو عند تنفيذ إجراءات معينة مثل فتح الأبواب، أو المشي في مناطق بها أسطح عاكسة، قد يصبح التتبع غير مستقر. في بعض الحالات النادرة، قد "يحلق" المحتوى الافتراضي بعيدًا، ما يؤدي إلى مشكلة "فقدان وضعية الرأس". سيحاول Magic Leap 2 إعادة تحديد موقعه ليتعافى من حالة الفقد. 

تستفيد وظيفة محاولة إعادة تحديد الموقع هذه من الخريطة التي كانت تُنشأ خلال فترة تتبع الجهاز للبيئة. لمساعدة الجهاز على إعادة تحدي الموقع (واستعادة التتبع عند فقدانه)، دعه يرى مشهدًا في البيئة التي تم تتبعها مسبقًا.

المحتوى الرقمي يظهر مائلًا

من أجل مواءمة المحتوى الرقمي بشكل صحيح مع العالم المحيط (بمعنى آخر، الاصطفاف مع الجاذبية)، يحتاج نظام وضعية الرأس إلى بعض الحركة؛ لتقدير تلك المحاذاة بدقة. أفضل الممارسات في هذا الأمر هي تحريك الجهاز مسافة 0.5 متر / 20 بوصة بعد بدء نظام وضعية الرأس، للتأكد من إمكانية حساب المحاذاة بدقة.

إعادة ضبط وضعية الرأس

في حالة فقدان وضعية الرأس وتعذر إعادة تحديد الموقع في غضون 15 ثانية (مثال على ذلك هو أن يكون المستخدم في بيئة جديدة) ستتم إعادة تعيينه. يتم فقدان جميع معلومات وضعية الرأس الخاصة بالجلسة السابقة، وسيظهر المحتوى الرقمي من الجلسة السابقة في مكان غير صحيح، إذا لم يتم التعامل معه بشكل صحيح من قبل التطبيق.