Unity中实现Hololens的三维空间映射Spatial mapping
来源:互联网 发布:json 对日期格式化 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 10:26
hololens最出色的功能就是他对环境的空间扫描和重建功能,在unity的Hololens示例中,有完整的三维重建代码,本文主要讨论如何在Unity项目中集成空间映射功能。Unity内置了对空间映射功能的支持,通过以下两种方式提供给开发者:
- HoloToolkit项目中你可以找到空间映射组件,这可以让你便捷快速地开始使用空间映射特性。
- Unity还提供更多底层的空间映射API,以便开发者能够完全控制空间映射特性,满足定制复杂的应用需求
为了在应用使用空间映射特性,你必须在应用权限清单中启用SpatialPerception能力。
Setting the SpatialPerception capability 设置SpatialPerception能力
为了使应用能够使用空间映射数据,SpatialPerception能力必须被启用。
使用以下步骤启用此能力:
- 在Unity编辑器中,进入Player Settings选项(Edit > Project Settings > Player)
- 点击Window Store选项卡
- 展开Publish Settings选项,并在Capabilities列表勾选SpatialPerception选项
注意:如果你已经把Unity项目导出为Visual Studio项目,你需要重新导出修改后的项目到新文件夹或者手动在VS中修改AppxManifest应用清单。
空间映射特性也要求项目MaxVersionTested版本最低为10.0.10586.0:
- 在VS项目解决方案中,双击Package.appxmanifest文件,并右键选中查看源码方式打开
- 找到TARgetDeviceFamily这一行,并将MaxVersionTested="10.0.10240.0" 修改为MaxVersionTested="10.0.10586.0"
- 保存Package.appmanifest文件
Spatial mapping components 空间映射组件
HoloToolkit项目提供了几个方案帮助你简单快速集成空间映射特性。
对于默认的空间映射需求,我们推荐使用SpatialMappingComponent目录下的 SpatialMappingCollider.cs 和 SpatialMapppingRenderer.cs脚本。如果你需要从网络或者文件载入空间网格,可以使用SpatialMapping目录下的脚本。
额外的信息可以在HoloToolkit项目Github主页上找到。
How to use the API 如何使用底层API
命名空间: UnityEngine.VR.WSA
类型: SurfaceObserver, SurfaceChange, SurfaceData, SurfaceId
SurfaceObserver是主要使用到的API对象,下面是应用使用空间映射特性推荐的大致流程。
Set up the SurfaceObserver(s) 设定SurfaceObserver对象
你要为每一个需要空间映射数据的空间区域在应用中初始化一个SurfaceObserver对象。
[代码]:
1
SurfaceObserver surfaceObserver;
2
3
void
Start () {
4
surfaceObserver =
new
SurfaceObserver();
5
}
通过调用SetVolumeAsSphere、SetVolumeAsAxisAlignedBox、 SetVolumeAsOrientedBox、 或 SetVolumeAsFrustum方法可以为每个SurfaceObserver对象指定它们需要获取数据的空间范围。以后你还可以通过再次调用它们来重新设定检测的空间范围。
[代码]:
1
void
Start () {
2
...
3
surfaceObserver.SetVolumeAsAxisAlignedBox(Vector3.zero,
new
Vector3(3, 3, 3));
4
}
当你调用SurfaceObserver.Update()方法时,需要每一个SurfaceObserver对象检测区域中的空间表面(spatial surface)指定事件处理方法。
[代码]:
1
private
void
OnSurfaceChanged(SurfaceId surfaceId, SurfaceChange changeType, Bounds bounds, System.DateTime updateTime)
2
{
3
//处理空间表面变化
4
}
Handling Surface Changes 处理空间表面变化
关于空间表面变化,有几个典型情形需要处理。Added状态和Updated状态可以使用相同的代码处理,Removed状态则使用另一种代码来处理。
- 在Added和Updated情形下,我们从字典中添加或者获取代码当前网格的对象,使用必要的组件来创建一个SurfaceData结构体,然后调用RequestMeshDataAsync方法在场景中使用网格数据和位置来填充对象。
- 在Removed情形下,我们从字典中移除当前网格代表的对象并销毁它。
Handing Data Ready 处理DataReady事件
OnDataReady事件方法会接收到一个SurfaceData对象,它包含了WorldAnchor、MeshFilter和MeshCollider对象数据,表示了当前关联的空间表面最新状态。通过访问Mesh Filter对象的Mesh数据可以进行性能分析或者处理网格。使用最新的Mesh数据来渲染空间表面并将它用于物理碰撞或者射线击中对象。确认SurfaceData内容不为空很重要。
Start processing on updates 处理更新操作
SurfaceObserver.Update()方法只能延时调用,可以每帧更新都调用。
[代码]:
01
System.Collections.Generic.Dictionary<surfaceid, gameobject=
""
> spatialMeshObjects =
new
System.Collections.Generic.Dictionary<surfaceid, gameobject=
""
>();
02
03
private
void
OnSurfaceChanged(SurfaceId surfaceId, SurfaceChange changeType, Bounds bounds, System.DateTime updateTime)
04
{
05
switch
(changeType)
06
{
07
case
SurfaceChange.Added:
08
case
SurfaceChange.Updated:
09
if
(!spatialMeshObjects.ContainsKey(surfaceId))
10
{
11
spatialMeshObjects[surfaceId] =
new
GameObject(
"spatial-mapping-"
+ surfaceId);
12
spatialMeshObjects[surfaceId].transform.parent =
this
.transform;
13
spatialMeshObjects[surfaceId].AddComponent<meshrenderer>();
14
}
15
GameObject target = spatialMeshObjects[surfaceId];
16
SurfaceData sd =
new
SurfaceData(
17
//系统返回的surface id,
18
//当前对象的MeshFilter组件
19
target.GetComponent<meshfilter>() ?? target.AddComponent<meshfilter>(),
20
//用于在空间中定位对象的空间锚
21
target.GetComponent<worldanchor>() ?? target.AddComponent<worldanchor>(),
22
//当前网格对象的MeshCollider组件
23
target.GetComponent<meshcollider>() ?? target.AddComponent<meshcollider>(),
24
//每立方米网格三角形的数量
25
1000,
26
//bakeMeshes -如果是true,MeshCollider会被数据填充,反之MeshCollider为空
27
true
28
);
29
30
SurfaceObserver.RequestMeshAsync(sd, OnDataReady);
31
break
;
32
case
SurfaceChange.Removed:
33
var obj = spatialMeshObjects[surfaceId];
34
spatialMeshObjects.Remove(surfaceId);
35
if
(obj !=
null
)
36
{
37
GameObject.Destroy(obj);
38
}
39
break
;
40
default
:
41
break
;
42
}
43
}</meshcollider></meshcollider></worldanchor></worldanchor></meshfilter></meshfilter></meshrenderer></surfaceid,></surfaceid,>
HoloToolKit
HoloToolkit项目是基于Unity API封装的一系列很有用的全息开发代码工具集合,能帮助开发者快速集成HoloLens特性。
Troubleshooting 问题诊断
确保你启用了 SpatialPreception能力
- 当追踪焦点丢失时,在接下来的OnSurfaceChanged事件处理中将会移除现有所有的网格。
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