本文（wén）將簡單介紹運動中的“自由度”，這是討論VR機製（zhì）的（de）必要概（gài）念。自由度(DoF)與剛體在空間內的運動相關，可以解釋為“物體移動（dòng）的（de）不同基本方（fāng）式”。

自由度總共有6個，可（kě）分成（chéng）兩種不同的類型：平（píng）移（yí）和旋（xuán）轉。

#1

平移運（yùn）動

Translational motion

剛（gāng）體可以在3個自由度中平（píng）移：向前/向後，向上/向下，向左/向右。

#2

旋轉運動

Rotary motion

剛體也可以在3個自由度中旋轉：縱搖(Pitch)、橫搖(Roll)和垂搖(Yaw)。

因此，3種類型的平移自由度（dù）+3種（zhǒng）類型的旋轉（zhuǎn）自由度 = 6自由度!

在任意一個自由度中，物體可以沿兩（liǎng）個“方向”自由運動。例如，電梯限製在1個自由度中(垂直平移)，但（dàn）電梯能夠在這個自由（yóu）度中上（shàng）下運（yùn）動。同樣，摩天（tiān）輪限製在1個自由度中，但這是旋轉自由度，所以（yǐ）摩天輪能夠朝相反的方向旋轉。

我們可以繼續舉例子，比（bǐ）如說主題公園。碰碰車總共有3個自由度（dù）：它隻能（néng）在3軸中的2條（tiáo）裏（lǐ）平移(無法像電梯那樣上下移動);然後它隻（zhī）能以一種方式旋轉(無法像飛機那樣縱搖（yáo）和垂搖（yáo）)。所（suǒ）以2個平移+1個旋轉=3自由度。

無論（lùn）有多複（fù）雜，剛體（tǐ）的任何可能性運動都（dōu）可以通過6自由度的組合進（jìn）行表達。例如在你用球拍擊（jī）打網球的時候，球拍的複雜運動可以表示為平移和旋轉的組合。

#3

慣性測量單元和自由（yóu）度（dù）

nertial measurement unit and degrees of freedom

慣性測量單元(IMU)是一種（zhǒng）通過傳感器組合(加（jiā）速度計、陀螺儀和磁（cí）力計)來測量和報告速度（dù）、方向和重（chóng）力的電子設備。IMU過去的主要應用之一是（shì）作為飛機儀表設備，但現（xiàn）在它們已經應用於一係列電子設備，比如說智能手機。IMU的成本已經出現了大幅（fú）下降，映維網覺得我們今天可以認為3DoF定位問題已經得到了“解決”。但（dàn）遺憾的是，IMU在（zài）實際（jì）應（yīng）用中隻能準確地測量和報告方向值(旋轉)，無法處理平移。

#4

九自由度是什麽（me）

Nine degrees of freedom

IMU的世界裏出現了有（yǒu）趣的術語，比如一係列關於“9自由度”IMU的說法，但這令人相當（dāng）困惑（huò），因為自由度總共隻有6個。

基（jī）本上，很多IMU廠商（shāng）都生造了“9自由度”一詞來推銷他們的（de）產品，但這都不是真正意義上的自由度。9自由度主要是（shì）IMU內每一個傳感（gǎn）器所能測量到的自由度的總和。比如，如果IMU搭載了一個可以測量3自由度的加速度計，一個能測量3自（zì）由（yóu）度的陀螺儀，以及一個能測量3自由度的磁力計，廠商就有可能將其稱之為9自由度IMU(九軸)。但這與現實不符，因為（wéi）這3個傳感器所測量的是相同的3自由度(隻有方（fāng）向)。

一個9自由度IMU(九軸)可能（néng）比6自由度IMU(六（liù）軸)更好，因為它可以（yǐ）通過傳感器（qì）融合(結合來自不同傳感器的數據)來（lái）提高（gāo）最終輸出（chū）的質量。然而，這仍然無法（fǎ）測量平移。