HoloLens开发手记 – Unity之Spatial mapping 空间映射 – msp的昌伟哥哥 – 博客园

来源: HoloLens开发手记 – Unity之Spatial mapping 空间映射 – msp的昌伟哥哥 – 博客园

 

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:

  1. 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。
  2. 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:

  1. 在Unity编辑器中,进入Player Settings选项(Edit > Project Settings > Player)
  2. 点击Window Store选项卡
  3. 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

  1. 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
  2. 找到TargetDeviceFamily这一行,并将MaxVersionTested=”10.0.10240.0″ 修改为 MaxVersionTested=”10.0.10586.0″
  3. 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.csSpatialMapppingRenderer.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: SurfaceObserverSurfaceChangeSurfaceDataSurfaceId

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。

 

SurfaceObserver surfaceObserver;

 void Start () {
     surfaceObserver = new SurfaceObserver();
 }

 

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。

 

void Start () {
    ...
     surfaceObserver.SetVolumeAsAxisAlignedBox(Vector3.zero, new Vector3(3, 3, 3));
}

 

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。

 

private void OnSurfaceChanged(SurfaceId surfaceId, SurfaceChange changeType, Bounds bounds, System.DateTime updateTime)
 {
    //处理空间表面变化
 }

 

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。

 

复制代码
System.Collections.Generic.Dictionary<SurfaceId, GameObject> spatialMeshObjects = new System.Collections.Generic.Dictionary<SurfaceId, GameObject>();

   private void OnSurfaceChanged(SurfaceId surfaceId, SurfaceChange changeType, Bounds bounds, System.DateTime updateTime)
   {
       switch (changeType)
       {
           case SurfaceChange.Added:
           case SurfaceChange.Updated:
               if (!spatialMeshObjects.ContainsKey(surfaceId))
               {
                   spatialMeshObjects[surfaceId] = new GameObject("spatial-mapping-" + surfaceId);
                   spatialMeshObjects[surfaceId].transform.parent = this.transform;
                   spatialMeshObjects[surfaceId].AddComponent<MeshRenderer>();
               }
               GameObject target = spatialMeshObjects[surfaceId];
               SurfaceData sd = new SurfaceData(
                   //系统返回的surface id,
                   //当前对象的MeshFilter组件
                   target.GetComponent<MeshFilter>() ?? target.AddComponent<MeshFilter>(),
                   //用于在空间中定位对象的空间锚
                   target.GetComponent<WorldAnchor>() ?? target.AddComponent<WorldAnchor>(),
                   //当前网格对象的MeshCollider组件
                   target.GetComponent<MeshCollider>() ?? target.AddComponent<MeshCollider>(),
                   //每立方米网格三角形的数量
                   1000,
                   //bakeMeshes -如果是true,MeshCollider会被数据填充,反之MeshCollider为空
                   true
                   );

               SurfaceObserver.RequestMeshAsync(sd, OnDataReady);
               break;
           case SurfaceChange.Removed:
               var obj = spatialMeshObjects[surfaceId];
               spatialMeshObjects.Remove(surfaceId);
               if (obj != null)
               {
                   GameObject.Destroy(obj);
               }
               break;
           default:
               break;
       }
   }
复制代码

 

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。

 

复制代码
void Start () {
    ...
     StartCoroutine(UpdateLoop());
}

 IEnumerator UpdateLoop()
    {
        var wait = new WaitForSeconds(2.5f);
        while(true)
        {
            surfaceObserver.Update(OnSurfaceChanged);
            yield return wait;
        }
    }
复制代码

 

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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