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UnityVRTK介绍
VRTK - Virtual Reality Toolkit,主要是为了方便开发者快速地开发出vr产品,其内置了相当多的当下比较成熟的VR界面下的交互、操作等解决方案,目前最新版本为3.2.1,bate版本为3.3.0,支持多种VR设备,功能也非常强大。
VRTK主要功能
VRTK工具包提供了很多在Unity3d做VR开发中通用的VR功能,主要包括
1)控制器按钮事件
2)控制世界指针(激光指针)
3)玩家瞬间转移
4)使用控制器抓起/握住物体
5)使用控制器与物体交互
6)把游戏物体变成交互式的UI元素
这个工具集主要分成三个部分:
1)Prefabs - VRTK/Prefabs/
2)Scripts - VRTK/Scripts/
3)Examples - VRTK/Examples/
VRTK配置
[VRTK_SDKManager]下挂在的脚本
[VRTK_SDKManager] > SDKSetups > SteamVR 下挂载的脚本,关于SDK的选择,连接什么设备就自动填充什么设备的SDK。
手柄挂载的脚本
添加了这个脚本之后我们就可以在自己的脚本里面使用VRTK的手柄事件了,使用方式可以分为三步:
第一:去获取左右控制器上面的VRTK_ControllerEvents脚本
varcontrolEvents=GetComponent<VRTK_ControllerEvents>();
这个是以该脚本正好挂载在手柄控制器上为例,可以直接去获取。
第二:为相应按钮的相应事件设定触发时的函数
controlEvents.TriggerClicked+=newControllerInteractionEventHandler(DoTriggerClicked);
这边主要是这个脚本ControllerInteractionEventHandler,参数是我们要设定的监听函数的函数名
第三:完成监听函数,参数是固定的写法
privatevoidDoTriggerClicked(objectsender,ControllerInteractionEventArgse)
{
}
Sender:触发事件的是哪个手柄
E:有四个可以获得的属性
手柄发出的线(无论直线还是曲线都继承自VRTK_Pointer)
直线
(五)可传送区域
VRTK DEMO
VRTK的demo非常丰富,可以vrtk的所有功能都可以在demo中体现,下面来看VRTK部分demo的解析
DEMO 001 查询硬件手柄头显
在VRTK插件的第一个demo 001_CameraRIg_VR_PlayArea 案例。这个demo 显示的功能: 按下任一手柄上的按键,便载入下一个场景。找到demo场景中Scene Changer游戏物体,打开附加的scene changer脚本,里面有两个核心的类,以及几个重要的API。
VRTK_DeviceFinder类:用于在场景中寻找左右手柄、头显、返回硬件编号或手柄,头显的gameobject。
重要的API:
获得左右手柄的游戏物体
VRTK_DeviceFinder.GetControllerRightHand();
VRTK_DeviceFinder.GetControllerLiftHand();
获得左右手柄对应的硬件编号
VRTK_ControllerReference.GetControllerReference(rightHand);
按下手柄任一按键或键盘上的空格键,加载下一个场景。IsForwardPressed 用于侦测手柄的按键是否按下。
VRTK_SDK_Bridge,插件封装了SteamVR比较底层的API
DEMO 002手柄的输入事件
封装成VRTK_ControllerEvent脚本。针对VR中常见的交互动作:扳机,触板,按钮,抓住物体,触发物体功能等,自定义手柄按键,绑定这些动作。
扳机事件:
侧边按钮事件:
触板事件:
按钮事件:
axisFidelity:按键按下的强度,完全按下是1,松开时是0。现在只有Trigger按键(手部后面扳机)有此属性。
triggerClickThreShold:扳机要到多大程度,才能使用扳机的触发功能。如果是0.5,则表示只要按下一半的程度就可以触发,如果是1,则必须完全按下才能触发。
gripClickThreshold:侧边按钮握住强度。
以上是设置各个按键在插件中交互的功能,如果要获得每个按键具体的使用情况,如按下、松开按键、手触摸板的按键位置、扳机的按下强度等,则需要在 VRTK_ControllerEvent 注册对应按键的事件。
在VRTK_ControllerEvents_ListenerExample脚本中,监听了VRTK_ControllerEvent所有按键的事件,和按键的参数信息。如下图的按键事件。
事件的参数是:手柄的硬件编号、按钮的按下程度值(扳机键专有的属性)、 触摸板的触摸位置和角度(触摸板专有的属性)
DEMO 003_Controller_SimplePointer传送位置
VRTK_Pointer类和 VRTK_StraightPointerRenderer
功能的核心是将玩家的位置传送到激光所指落在的地方,该脚本应默认放在手柄的prefab上。其他的参数设置激活颜色、传送时是否显示玩家活动区域、激光有效触碰的层、激光的粗细等。
DEMO 004_CameraRig_BasicTeleport
VRTK_BasicTeleport。该脚本配合VRTK_Pointer,VRTK_StraightPointerRenderer,添加此脚本后才可以位移传送。
参数
1)传送时黑屏:模拟眨眼动画,过渡更自然。
2)黑屏时间:随传送距离远近成正比的黑屏时间。假如传送的位置比较远,则黑屏时间更久。数值越大,黑屏时间越长,数值为0时,不受距离远近影响。
3)头部位置:以头部为基准,作为传送的位置。未打钩,则是玩家可玩区域的中心位置作为传送的目标点。可玩区域不能和游戏环境交叉,最大化玩家活动空间。
4)禁止传送物体的标签:如果传送的目标位置的物体标签和此相同,则不能传送。
5)作为第四个功能的补充:可以添加 VRTK_TagOrScriptPolicyList 脚本中添加多个禁止传送的物体标签。
6)navemesh 边缘限制:在 navemesh 上传送,如果在 navemesh 的边界,则禁止传送,数值是离边界的距离范围。
DEMO 005_Controller_BasicObjectGrabbing
手柄上添加的组件
抓取物体VRTK_InteractGrab,这个脚本用来抓取物体,抓的按键在 VRTK_ControllerEvent 脚本中设置。
controllerAttachPoint:被抓的物体,被附加在哪个物体上,默认是手柄的圆环处。
HideController On Touch:抓住物体时,隐藏手柄。
Grab Precognition:提前预判抓取物体。对应快速运动的物体,我们可能需要提早按下抓取按键才能抓住物体,数值是提前的时间值,值越大,可提前的抓取时间越长。
Throw Multiplier:把物体扔出去时,速度的倍增值。
Create Rigid Body When Not Touch:在碰到物体时才创建 RigidBody。默认情况下手柄也创建 Rigidbody,这就可以和物体在物理上碰撞。
和物体接触VRTK_InteractTouch
Hide Controller On Touch:接触物体时隐藏物体。
Global Touch HighLight Color:如果被接触的物体上未设置接触高亮颜色,则用此颜色来对改变目标的颜色。
Custom RigidBody Object:自定义用于判定接触的刚体物体,如果没有的话,会自动在子层级创建一个刚体物体。
交互物体上应该添加的脚本
VRTK_InteractableObject需要有rigidbody组件和collider组件
1)Touch Settings 接触
Allow Touch Controller:规定哪个手柄可以接触这个物体。
2)Grab Settings抓取
IsGrabbable:是否可以被抓取。
Is droppable:松开时是否掉落。
Is swappable:是否可替换。如果不行,则必须先把物体丢掉。
Hold Button To Grab:按住才能保证物体不掉落。
Grab Override Button:覆盖手柄的抓取按键设置。
Rumble On Touch:接触时震动,同上。
Allowed Grab Controllers:规定哪个手柄可以接触这个物体。
Precision Grab:精准抓取。如果是,则抓取的位置是刚接触到物体的点,而不是默认的物体中心位置。
Right Left Snap Handle:被抓物体的抓取点,该游戏物体应该放在被抓物的子层级下。
StayGrabbed On Teleport:传送后仍然抓住物体,否则物体丢掉。
GrabAttach Mechanic:被抓物体的依附机制。Fixed_joint 链接到fixed Joint 上,这是比较常用的物理上的固定位置链接;Spring_joint 和Fixed Joint类似,但是有点手臂关节,可以拉伸弯曲伸直;track Object 不靠joint 链接,而是让被抓物跟随手柄的位置方向;rotator_Track 比较适合门、车驾驶把手这种有固定转轴的物体,它只能在受转轴的约束下,根据手柄的抓取位置来调整旋转;child of controller 作为手柄的子物体;climbable固定不动的交互物体。
3)Use Settings使用
Use only if Grabbed:只有在被抓取时才可以被使用。
Hold Button to Use:长按手柄按键才可以使用。
Use Override Button:自定义操作按键。
Pointer activates Use Action:如果打钩,当手柄发射的激光落在交互物体上,于此同时如果Holon to use没有打钩,则使用该物体,Holon to use打钩了,则要按住使用按键才可以使用该物体。
该脚本可以 为交互物体增加一个外轮廓颜色。
VRTK_InteractableObject扩展
DEMO 006_Controller_UsingADoor
该例子用了一个开门的交互来扩展VRTK_InteractableObject 脚本
VRTK_InteractableObject类,覆盖开始使用物品的方法,在此方法中写入交互动作的逻辑方法。此外还有物体被接触时,抓取时,接触接触,结束抓取动作发生时调用的函数,可以覆盖此方法,自定义扩展你的交互动作。
DEMO 007_CameraRig_HeightAdjustTeleport 高度升降传送
此脚本继承VRTK_BasicTeleport,不像DEMO 4场景只能水平面平移传送,它可以传送高低不同的地面,而且还可以模拟走上下楼梯的位移感。
blinkTransitionSpeed:眨眼时间
blinkTransitionSpeed:高度落差超过多少值时,才会模拟黑屏眨眼的效果
DEMO 008_Controller_UsingAGrabbedObject
和第6个场景原理类似,都是继承VRTK_InteractableObject 脚本,物品的使用功能拓展。
DEMO 009_Controller_BezierPointer
抛物线传送侦测。和VRTK_Pointer功能类似,不同的是使用抛物线来代替激光直线获取传送的位置
DEMO 010_CameraRig_TerrainTeleporting地形传送
此例子没有演示新的功能,只是展示了可以在地形上传送
DEMO 011_Camera_HeadSetCollisionFading
头部碰撞到物品后黑屏眨眼效果,提示玩家已经和游戏中物体相接触,让其返回到正常的区域。附加在Camera(eye) 上
DEMO 012_Controller_PointerWithAreaCollision
传送的位置附近的物品如果和玩家可活动范围碰撞器的相接触,将影响传送位置的最终位置,使其在合理的范围内。
开启可玩区域碰撞体
DEMO 013 演示了多个物体抓取和使用的功能
DEMO 014 演示了抓取物品握住的位置
主要是这里的参数设置,这些参数的意义之前已经有说明
DEMO 015_Controller_TouchpadAxisControl
演示手指在手柄触摸板的触摸位置vector2 (x,y),来控制小车的移动方向,手柄的扳机,控制小车跳起的动作。基本思路是:一个脚本监听手柄的输入事件, 将事件的相关值传入到小车的控制器。
监听手柄按键
传入到小车的控制运动的脚本
小车的运动部分函数
DEMO 016_Controller_HapticRumble
手柄震动
当蓝色盒子上的剑和红色盒子撞击时,触发手柄震动
基本思路是剑的物体碰撞器侦测到碰撞时,获取手柄的运动速度,来决定震动的强度。
关键的震动方法是:有VRTK_ControllerHaptics.TriggerHapticPulse
( 震动强度, 震动持续时间,震动间隔时间)。
DEMO 017_CameraRig_TouchpadWalking
使用触摸板来控制人物行走,以及在低矮的洞穴中蹲走时碰到头顶的碰撞体,返回到能正常直立站立的位置。附加在此物体上
VRTK_BodyPhysics.cs让人物有碰撞体,且头部上方有碰撞体时,如果不蹲着走,就会强制返回可以正常站立的位置。
HeadSet Y offset:头部碰撞体离头顶向下的偏移值, 这样可以通过更矮的挡板
Ignore Grabbed Collisions:忽略交互物体的碰撞效果,建议勾上
Reset Position On Collision:在低矮的洞穴中蹲走时碰到头顶的碰撞体,返回到能正常直立站立的位置
VRTK_TouchpadControl通过触摸板的触摸位置来定位移动方向
参数:
leftController ,rightController:可以控制移动。
Device For Direction:移动的方向以哪个设备为基准。头显朝向,还是左右手柄的正方向。
DEMO 018_显示当前帧数
把这个prefab 拖到场景中就可以显示当前帧数
DEMO 019_Controller_InteractingWithPointer
用手柄激光和物体交互
VRTK_interactionObject或其子类的pointer activates use 打钩后,就可以用激光和物体交互,如果HolonToUse 没有勾选,那么激光落在物体上,就直接使用该物体。如果HolonToUse勾选了,那就需要激活指在物体上,同时按下扳机按键,才使用物体。
DEMO 020_CameraRig_MeshTeleporting
在各种形状的网格上传送
激活指针传送和抛物线在复杂网格模型上的传送效果,没有新的功能演示
DEMO 021_Controller_GrabbingObjectsWithJoints
物体不同的交互方式
打开宝箱
盒子的上半部分添加转轴组件
设置转轴的转动轴向,位置,就可以像真实打开箱子一样。
箱子的把手需要添加以下脚本
VRTK_Interactable Object 是必须要添加的脚本,它保证可以被手柄抓取 rigidbody和fiexed joint是用来连接上半部分的盒子,固定把手的位置
有一定活动区间关节物体
使用character joint 来确定上下关节的连接关系(每个关节也要添加rigidbody 组件)
该关节交互组件继承重写了抓取和松开物体时的方法,抓取时,刚体模拟动力学运动,松开时,就停止模拟,防止受重力影响
抽屉
和打开盒子相似的设置,不过约束的方式不一样,用的是configurable joint注意约束轴向和可活动距离约束数值设置
DEMO 022_Controller_CustomBezierPointer
自定义抛物线的外观
DEMO 023_Controller_ChildOfControllerOnGrab
弓箭的思路抓取方式:作为手柄子物体,跟随手柄运动
制作弓箭的弯曲动画
大致思路:
1)手柄抓取弓时,弓的interactableObject组件查询是哪个手柄握住弓,得到该手柄的VRTK_ControllerEvents,和VRTK_ControllerActions。前者监听手柄的输入,后者控制手柄震动,同理获得缓冲拿箭的手柄的这两个组件。
2)如果当前弓上有箭头,且手柄握着箭,箭头位置归零,箭头对向瞄准处。拉弦时,弓箭的朝向有拉弦手柄到握弓手柄方向。根据拉弦强度播放拉弓动画。如果拉弦的手柄松开,发射弓箭,初始化弓箭的刚体速度方向。
3)被握住箭碰到弓,将箭定位到拉弦处的虚拟定位物体的子层级下,箭的方向由拉弦处位置朝向弓把手上箭的放置位置。