Unity强化篇（三） —— 适用于Unity的HTC Vive

作者: 刀客传奇 | 来源:发表于2019-02-14 09:35 被阅读46次

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版本号	时间
V1.0	2019.02.14 星期四

前言

Unity是由Unity Technologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具，是一个全面整合的专业游戏引擎。Unity类似于Director,Blender game engine, Virtools 或 Torque Game Builder等利用交互的图型化开发环境为首要方式的软件。其编辑器运行在Windows 和Mac OS X下，可发布游戏至Windows、Mac、Wii、iPhone、WebGL（需要HTML5）、Windows phone 8和Android平台。也可以利用Unity web player插件发布网页游戏，支持Mac和Windows的网页浏览。它的网页播放器也被Mac 所支持。网页游戏坦克英雄和手机游戏王者荣耀都是基于它的开发。感兴趣的看下面几篇文章。
1. Unity强化篇（一） —— 如何使用Vuforia制作AR游戏（一）
2. Unity强化篇（二） —— 适用于Unity的HTC Vive教程（一）

Using The Controllers With Physics Objects

VR为用户提供了许多在现实世界中无法实现的机会，包括拾取物体，检查它们并将其丢弃而不必在之后进行清理。

您可以通过使用一些触发器碰撞器并执行一些脚本来创建这种无忧无虑的虚拟体验。

在层次结构中选择both controllers，并为它们添加Rigidbody组件。 （Add Component > Physics > Rigidbody）

选中Is Kinematic复选框并取消选中Use Gravity：

现在，向两个控制器添加Box Collider（Add Component > Physics > Box Collider）并选中Is Trigger。

默认collider很大，因此您需要调整大小并重新定位它。将Center设置为（X：0，Y：-0.04，Z：0.02）并将Size设置为（X：0.14，Y：0.07，Z：0.05）。在这种情况下，您需要这些类型的精确值，因为即使百分之一单位也会影响collider的最终位置。

再次运行游戏。在层次结构中选择一个控制器并选择真实控制器。查看Scene视图并将焦点放在您所持有的控制器上（按F键）。 collider正好位于控制器的顶部，这是您用来拾取物体的部分。

没有脚本，这个collider只不过是一个无用的立方体。在RW \ Scripts中创建一个新的C＃脚本，将其命名为ControllerGrabObject并将其打开。

将其添加到脚本的顶部：

using Valve.VR;

与前一个脚本一样，这使您可以轻松访问SteamVR类。

现在，删除Start（）方法并在其位置添加这个熟悉的代码：

public SteamVR_Input_Sources handType;
public SteamVR_Behaviour_Pose controllerPose;
public SteamVR_Action_Boolean grabAction;

这与您用于输入测试脚本的代码相同。它存储对手部类型和动作的引用。

将这些变量添加到您刚刚添加的变量之下：

private GameObject collidingObject; // 1
private GameObject objectInHand; // 2

每个变量都有一个目的：

1）存储触发器当前与之碰撞的GameObject，因此您可以抓取对象。
2）用作玩家当前抓取的GameObject的参考。

接下来，在Update（）上面添加此方法：

private void SetCollidingObject(Collider col)
{
    // 1
    if (collidingObject || !col.GetComponent<Rigidbody>())
    {
        return;
    }
    // 2
    collidingObject = col.gameObject;
}

此方法接受collider作为参数，并使用其GameObject作为抓取和释放的collidingObject。而且，它：

1）如果玩家已经持有某物或物体没有rigidbody，则不会使GameObject成为潜在的抓取目标。
2）将对象指定为潜在的抓取目标。

添加以下触发器方法：

// 1
public void OnTriggerEnter(Collider other)
{
    SetCollidingObject(other);
}

// 2
public void OnTriggerStay(Collider other)
{
    SetCollidingObject(other);
}

// 3
public void OnTriggerExit(Collider other)
{
    if (!collidingObject)
    {
        return;
    }

    collidingObject = null;
}

这些方法处理trigger collider进入和退出另一个collider时应该发生的情况。

1）当trigger collider进入另一个时，这会将另一个collider设置为潜在的抓取目标。
2）类似于第一部分（// 1），但不同，因为它确保当玩家将控制器保持在对象上一段时间时设置目标。如果没有这个，碰撞可能会失败或变成buggy。
3）当collider退出对象时，放弃未抓取的目标，此代码通过将其设置为null来移除其目标。

接下来，您将添加一些代码来获取OnTriggerExit（）下面的对象：

private void GrabObject()
{
    // 1
    objectInHand = collidingObject;
    collidingObject = null;
    // 2
    var joint = AddFixedJoint();
    joint.connectedBody = objectInHand.GetComponent<Rigidbody>();
}

// 3
private FixedJoint AddFixedJoint()
{
    FixedJoint fx = gameObject.AddComponent<FixedJoint>();
    fx.breakForce = 20000;
    fx.breakTorque = 20000;
    return fx;
}

在这里，您：

1）将碰撞的GameObject移动到玩家手中并将其从collidingObject变量中移除。
2）使用下面的AddFixedJoint（）方法添加一个将控制器连接到对象的新关节。
3）制作一个新的固定接头，将其添加到控制器，然后进行设置，使其不会轻易断裂。最后，你返回它。

必须释放什么可以被抓住。下一个块处理释放对象：

private void ReleaseObject()
{
    // 1
    if (GetComponent<FixedJoint>())
    {
        // 2
        GetComponent<FixedJoint>().connectedBody = null;
        Destroy(GetComponent<FixedJoint>());
        // 3
        objectInHand.GetComponent<Rigidbody>().velocity = controllerPose.GetVelocity();
        objectInHand.GetComponent<Rigidbody>().angularVelocity = controllerPose.GetAngularVelocity();

    }
    // 4
    objectInHand = null;
}

此代码移除抓取对象的固定关节，并在玩家将其抛弃时控制其速度和旋转。控制器的速度在这里至关重要。不使用它，无论你的投掷多么完美，丢弃的物体都会直接下降。相信我，这样感觉不是很好。

逐节细分：

1）确保控制器上有固定接头。
2）移除与关节保持的对象的连接并破坏关节。
3）当玩家释放对象时添加控制器的速度和旋转，因此结果是真实的弧。
4）删除对以前附加对象的引用。

最后，在Update（）中添加它来处理控制器输入：

// 1
if (grabAction.GetLastStateDown(handType))
{
    if (collidingObject)
    {
        GrabObject();
    }
}

// 2
if (grabAction.GetLastStateUp(handType))
{
    if (objectInHand)
    {
        ReleaseObject();
    }
}

1）当玩家触发抓取动作时，抓住该对象。
2）如果玩家释放链接到Grab动作的输入并且有一个对象附加到控制器，则会释放它。

我打赌你迫不及待地试试这个！保存脚本并返回编辑器。

在层次结构中选择两个控制器，并为每个控制器添加一个Controller Grab Object组件。

在两个控制器仍处于选中状态的情况下，将Grab Action设置为\ actions \ default \ in \ Grab。接下来，仅选择Controller (left)，将其Hand Type设置为Left Hand并将Steam VR_Behaviour_Pose组件拖到Controller Pose插槽上。

现在对右侧的控制器执行相同操作，但请使用右手。

是时候玩得开心了！准备好控制器，开始游戏并戴上headset。使用hair trigger或grip button拾起并折腾一些立方体和球。你甚至可以通过一些练习来兼顾。

你必须把它交给自己，你现在非常棒。但是，我认为你可以让你的VR体验更酷。

Making A Laser Pointer

出于各种原因，激光指示器在VR世界中很方便。您可以使用它们弹出虚拟气球，更好地瞄准枪支。

制作一个很简单：你需要的只是一个立方体和另一个脚本。首先在层次结构的根目录中创建一个新的Cube（Create > 3D Object > Cube）。

将其命名为Laser，将其位置设置为（X：0，Y：5，Z：0），将比例更改为（X：0.005，Y：0.005，Z：1）并移除Box Collider组件。专注于它，你会看到它漂浮在其他level之上：

激光不应投射阴影，它们总是相同的颜色，因此您可以使用未照明的材料获得所需的效果。

在RW \ Materials中创建一个新材质，并将其命名为Laser。然后，将其着色器更改为Unlit / Color并将其Main Color设置为纯红色：

通过在层次结构或Scene视图中将其拖动到Laser来指定新材质：

最后，将Laser从层次结构拖动到RW \ Prefabs并从层次结构中删除原始激光。

现在在RW \ Scripts中创建一个名为LaserPointer的新C＃脚本并打开它。

使用声明将此添加到文件的顶部：

using Valve.VR;

接下来，在Start（）上方添加这些熟悉的变量：

public SteamVR_Input_Sources handType;
public SteamVR_Behaviour_Pose controllerPose;
public SteamVR_Action_Boolean teleportAction;

这些引用了控制器和Teleport动作。

在teleportAction下面添加这些变量：

public GameObject laserPrefab; // 1
private GameObject laser; // 2
private Transform laserTransform; // 3
private Vector3 hitPoint; // 4

1）这是对激光预制件的引用。
2） laser存储对激光器实例的引用。
3）存储变换组件以便于使用。
4）这是激光击中的位置。

在Update（）下面添加此方法以显示激光：

private void ShowLaser(RaycastHit hit)
{
    // 1
    laser.SetActive(true);
    // 2
    laserTransform.position = Vector3.Lerp(controllerPose.transform.position, hitPoint, .5f);
    // 3
    laserTransform.LookAt(hitPoint);
    // 4
    laserTransform.localScale = new Vector3(laserTransform.localScale.x,
                                            laserTransform.localScale.y,
                                            hit.distance);
}

此方法将RaycastHit作为参数，因为它包含命中的位置和它行进的距离。

下面细分：

1）显示激光。
2）将激光定位在控制器和光线投射点之间。你使用Lerp是因为你可以给它两个位置和它应该移动的百分比。如果你传递0.5f，即50％，它将返回精确的中间点。
3）将激光指向光线投射的位置。
4）缩放激光，使其完全适合两个位置。

在Update（）中添加以下内容以使用玩家的输入：

// 1
if (teleportAction.GetState(handType))
{
    RaycastHit hit;

    // 2
    if (Physics.Raycast(controllerPose.transform.position, transform.forward, out hit, 100))
    {
        hitPoint = hit.point;
        ShowLaser(hit);
    }
}
else // 3
{
    laser.SetActive(false);
}

1）如果激活Teleport操作：
2）从控制器射出光线。如果碰到某些东西，请将其存放在它所触及的位置并显示激光。
3） Teleport动作取消激活时隐藏激光。

在空的Start（）方法中添加以下内容：

// 1
laser = Instantiate(laserPrefab);
// 2
laserTransform = laser.transform;

1）产生一种新的激光并在laser中保存它的引用。
2）存储激光的变换组件。

保存此脚本并返回编辑器。在层次结构中选择两个控制器，并为每个控制器添加一个Laser Pointer。

在两个控制器仍处于选中状态的情况下，将Hand Type设置为Left Hand并将Steam VR_Behaviour_Pose组件拖动到Controller Pose插槽。接下来，将Teleport Action设置为Teleport。

最后，将Laser预制件从Prefabs拖到Inspector中的Laser插槽上：

现在选择正确的控制器并将Laser Pointer组件上的Hand Type设置为Right Hand。

保存您的项目并让游戏再次运行。拿起一个控制器，戴上headset，然后拿着触摸板。你现在会看到激光：

在继续之前，通过右键单击控制器并选择Remove Component，从控制器中删除Actions Test组件。

您正在删除它们，因为它们为每个帧编写字符串并将它们记录到控制台。这对于性能来说并不是一件好事，每一毫秒都在VR中。它们对于测试输入很方便，但是你不应该将它们用于实际的游戏玩法。

下一步是使用这种激光传送到房间周围！

Moving Around

在VR中移动并不像推动玩家那么简单；这样做是一种引起恶心的可靠方法。一种更可行的出行方式是远程传送。

玩家的感知感比渐进的感觉更容易接受突然的位置变化。 VR设置中的微妙变化可能会让您感觉平衡和速度更快，而不是突然发现自己处于一个新的位置。

要准确显示最终的位置，您将使用Prefabs中提供的标记或标线。

十字线是一个简单的，没有照明的圆盘：

要使用reticle，您将附加LaserPointer脚本，因此在代码编辑器中打开它并将这些变量添加到现有的变量下面：

// 1
public Transform cameraRigTransform; 
// 2
public GameObject teleportReticlePrefab;
// 3
private GameObject reticle;
// 4
private Transform teleportReticleTransform; 
// 5
public Transform headTransform; 
// 6
public Vector3 teleportReticleOffset; 
// 7
public LayerMask teleportMask; 
// 8
private bool shouldTeleport;

每个变量都起着重要作用：

1） [CameraRig]的变换。
2）存储传送十字线预制件的引用。
3）对标线(reticle)实例的引用。
4）存储对传送十字线变换的参考以便于使用。
5）存储对玩家头部（相机）的引用。
6）标线偏离平面，因此与其他表面没有“Z-fighting”。
7）一个图层蒙版，用于过滤允许传送的区域。
8）找到有效的传送位置时设置为true。

在Update（）中，替换此行：

if (Physics.Raycast(controllerPose.transform.position, transform.forward, out hit, 100))

使用这个将图层蒙版考虑在内的：

if (Physics.Raycast(controllerPose.transform.position, transform.forward, out hit, 100, teleportMask))

这可以确保激光只能击中你可以传送到的游戏对象。

同样在Update（）中，在ShowLaser（hit）调用下添加此代码：

// 1
reticle.SetActive(true);
// 2
teleportReticleTransform.position = hitPoint + teleportReticleOffset;
// 3
shouldTeleport = true;

这是这样做的：

1）显示传送的十字线(reticle)。
2）将(reticle)移动到光线投射所在的位置并添加偏移以避免Z-fighting。
3）将shouldTeleport设置为true表示脚本找到了传送的有效位置。

仍然在Update（）中，找到laser.SetActive（false）;并在其下添加以下行：

reticle.SetActive(false);

这在没有有效目标的情况下隐藏了reticle。

在ShowLaser（）下面添加以下方法来处理传送行为：

private void Teleport()
{
    // 1
    shouldTeleport = false;
    // 2
    reticle.SetActive(false);
    // 3
    Vector3 difference = cameraRigTransform.position - headTransform.position;
    // 4
    difference.y = 0;
    // 5
    cameraRigTransform.position = hitPoint + difference;
}

谁知道传送就像五行一样简单？是时候逐步完成代码了：

1）在传送正在进行时将shouldTeleport设置为false。
2）隐藏十字线(reticle)。
3）计算摄像机装备中心位置与玩家头部之间的差异。
4）将上述差异的y位置重置为0，因为计算不考虑玩家头部的垂直位置。
5）将摄像机装置移动到命中点的位置并添加计算的差异。没有差别，玩家将传送到不正确的位置。请参阅以下示例：

正如您所看到的，差异在精确定位摄像机装置并将玩家准确放置到他们希望降落的位置方面起着至关重要的作用。

在Update（）的末尾添加它，就在teleport动作状态if-else语句之外：

if (teleportAction.GetStateUp(handType) && shouldTeleport)
{
    Teleport();
}

如果触摸板被释放并且有一个有效的传送位置，则传送玩家。

最后，将此代码添加到Start（）：

// 1
reticle = Instantiate(teleportReticlePrefab);
// 2
teleportReticleTransform = reticle.transform;

1）产生一个新的reticle并在reticle中保存对它的引用。
2）存储reticle的变换组件。

就这些！保存您的脚本并返回Unity。

在层次结构中选择两个控制器并记下新字段：

将[CameraRig]拖动到Camera Rig Transform插槽，将TeleportReticle从Prefabs拖动到Teleport Reticle Transform插槽，然后将Camera拖动到Head Transform插槽。

现在将Teleport Reticle Offset设置为（X：0，Y：0.05，Z：0）并将Teleport Mask设置为CanTeleport。 CanTeleport不是默认图层 - 它是为本教程创建的。 Floor和Table对象是该层中唯一的对象。

玩游戏并在地板上使用激光传送到房间周围。

在这个针对Unity的HTC Vive教程中，您学习了如何：

下载并配置SteamVR。
处理HTC Vive控制器输入。
在VR中与物理对象交互。
制作激光笔。
传送一个区域。

这个项目只是一个开始 - 让它成为你自己的。我很想知道你想出了什么。

后记

本篇主要讲述了适用于Unity的HTC Vive教程，感兴趣的给个赞或者关注~~~

Unity强化篇（三） —— 适用于Unity的HTC Vive

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Using The Controllers With Physics Objects

Making A Laser Pointer

Moving Around

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