借助单个摄像头，以及用二进制方形标记装饰的3D打印十二面体，“DodecaPen”实现了被动式触控笔的亚毫米级准确度6自由度追踪。在Oculus Research实习期间，国立台湾大学博士生吴宝柏辰领导提出了一个低成本的追踪与输入解决方案，而这在虚拟现实和增强现实中存在大量的潜在应用。

 

 

正如视频所示，这种“被动式手写笔”实际上是一支圆珠笔。我们看到，这快速直观地显示了追踪系统的精确度，其中真实图形与数字化图形几乎没有区别。尽管项目专注于手写笔应用程序，但视频还突出显示了十二面体可以附加到其他对象以实现虚拟追踪，比如说物理键盘。

 

根据国立台湾大学官网上发表的论文（点击前往），DodecaPen的0.4mm绝对精确度可以比拟使用10个摄像头的高级OptiTrack动捕设置（1700万像素的组合分辨率）。通过一个现成的130万像素摄像头，DodecaPen系统实现了同样的精度。研究清楚地表明，标记角对齐本身不足以实现稳健的追踪，所以团队改为使用论文所述的技术组合，包括Approximate Pose Estimation和Dense Pose Refinement。十二边形可以保持恒定的追踪质量，这样“在大多数情况下至少有两个平面都为可见”。

 

DodecaPen的主要优势在于其结构简单，电子元件少，这特别适合二维和三维绘图。然而，团队认识到系统的局限性和缺点：单个摄像头容易被遮挡；系统需要依靠合理数量的环境光线来保持准确性。论文还指出，与300Hz-800Hz的动捕系统和另一种低成本的追踪技术Lumitrack相比，他们的计算机视觉算法相对“缓慢”。由于受基准标记识别软件和摄像头产生的运动模糊限制，DodecaPen的解决方案会产生不必要的延迟。

 

结论表明，该系统可以“通过离散输入的按钮和惯性测量单元来减少延迟并提高吞吐量”。一款更复杂的手写笔也可以提供更好的真实绘图模拟（包括压力敏感度和尖端倾斜），这将使其更适合模仿铅笔或笔刷。对于遮挡问题和有限的低光照性能，可以采用更高质量的图像传感器和镜头的多台摄像机，但每一次的升级都会增加系统的成本和复杂性。

 

像DodecaPen这样专为VR设计手写笔可以成为在VR中的多功能工具，因为VR中的传统生产力任务在很大程度上受限于快速简单的文本输入解决方案的缺失。