第5章　VR開發(fā)-5.2 HTC VIVE平臺

第5章VR開發(fā)

5.2HTCVIVE平臺

.目錄.1.HTCVIVE平臺簡介

.2.

SteamVRPlugin和VRTK的下載和安裝.3.

HTCVIVE的基本設置

.4.

HTCVIVE手柄的設置.5.

移動方式的設置.6.

可交互物體的設置.7.

UI的操作

HTCVIVE是HTC和Valve聯(lián)合開發(fā)的產品，是目前市場上消費級VR產品中用戶體驗較好的產品之一。在SteamVR平臺上相關的應用中，使用HTCVIVE的占了一半左右。整套HTCVIVE設備包含外接式頭顯、手柄、定位器，如圖所示。1.

HTCVIVE平臺簡介

本書所選軟件和插件版本如下：Unity2018.4SteamVRPlugin1.2.2VRTK3.3HTCVIVE手柄各按鍵名稱中英文對照如圖所示。其中，英文名稱將會在VRTK的交互設置腳本里用到。1.

HTCVIVE平臺簡介2.SteamVRPlugin和VRTK的下載和安裝（1）SteamVRPlugin可以通過Unity的AssetStore直接下載和導入。打開Unity軟件，通過“Window”→“AssetStore”菜單打開AssetStore，在搜索框中輸入插件的名字搜索即可找到。然后單擊“下載”按鈕，下載完成后在同一個界面里單擊“導入”按鈕，即可把插件導入工程，導入SteamVRPlugin插件后Unity工程里的文件結構如圖所示。其中VRTK已經在上一小節(jié)的PPT里介紹了下載地址。2.SteamVRPlugin和VRTK的下載和安裝（2）當Unity工程里包含SteamVRPlugin的時候，第一次打開SteamVR時的設置對話框如圖所示，單擊“AcceptAll”按鈕即可完成默認設置。3.HTCVIVE的基本設置在HTC上使用VRTK非常方便，按下面的步驟操作即可完成基本設置工作。（1）新建一個場景，刪除其中自帶的攝像機。（2）新建一個Plane三維物體，將其放置到坐標原點外，命名為“floor”，作為地板。（3）新建一個空物體，將其放置到坐標原點外，命名為“sdkmanager”，在其上添加VRTK_SDKManager組件。（4）新建一個空物體，將其放置到坐標原點處，命名為“sdksetup”，在其上添加VRTK_SDKSetup組件；在“SDKSelection”里選擇VR平臺為“SteamVR”。如果沒有HTCVIVE設備，這里的SDK也可以選擇“Simulator”，這樣VRTK就是使用鍵盤、鼠標來模擬VR的各種操作。3.HTCVIVE的基本設置（5）將SteamVR插件中的CameraRig和SteamVR預設體，如圖所示，作為子物體添加到sdksetup物體下。（6）在sdkmanager物體的VRTK_SDKManager組件中單擊“AutoPopulate”按鈕，將前面設置的SteamVRSDK自動填充進來。（7）為了讓頭顯的高度正常，需要將sdksetup物體的Y坐標值修改為0.5。

經過這些基本設置后，單擊運行按鈕，即可進入VR場景，通過頭顯就可以看到虛擬世界。4.HTCVIVE手柄的設置

在虛擬世界的操作大部分是通過HTCVIVE手柄來完成的。通過下面的步驟可以把手柄顯示出來，并完成手柄的指向操作。（1）新建空物體，命名為“vrtkscripts”，在其下建立兩個空物體作為子物體，分別命名為“l(fā)eftController”和“rightController”，并將它們拖入sdkmanager物體的VRTK_SDKManager組件的左、右控制器選項里，VRTK_SDKManager中左、右控制器的設置如圖所示。這樣設置就是告知VRTK哪兩個物體是左、右手柄的控制器。4.HTCVIVE手柄的設置

（2）在leftController和rightController物體上都添加VRTK_Pointer和VRTK_StraightPointerRenderer組件。其中，VRTK_Pointer組件的作用是讓手柄具備發(fā)出射線的功能；VRTK_StraightPointerRenderer組件的功能是以直線的形式來渲染手柄發(fā)出的射線。然后，分別將leftController和rightController物體的VRTK_StraightPointerRenderer組件作為參數(shù)導入對應的VRTK_Pointer組件的“PointerRenderer”中，指定使用直線渲染的形式，設置手柄的指向渲染器PointerRenderer屬性如圖所示。此時，運行場景，可以看到兩個手柄，但是手柄還不能進行指向操作。因為現(xiàn)在還缺少手柄按鍵事件的指定。4.HTCVIVE手柄的設置

（3）在leftController和rightController物體上都添加VRTK_ControllerEvents組件，這樣兩個手柄的按鍵就有了相應的按鍵事件；此時再運行場景，并按下手柄的Touchpad鍵，就可以看到手柄上有射線射出。按下Touchpad鍵后手柄射出的射線如圖所示。

當射線指向帶碰撞器的物體時，顯示綠色；當射線沒有碰到任何物體時，顯示紅色。5.

移動方式的設置受到追蹤器追蹤范圍和實際場地大小的限制，用戶戴著頭顯在虛擬世界中只能在一個比較小的范圍內進行移動，但通常虛擬世界可能都有一個比較大的環(huán)境。那么在這個大的虛擬環(huán)境中移動，就是必要的基礎操作了。一般地，有兩種移動形式，一種是瞬間跳轉，一種是連續(xù)平滑移動。5.

移動方式的設置——瞬間跳轉的設置

瞬間跳轉，在VRTK中稱為Teleport。具體設置方法就是在vrtkscripts物體下添加一個空物體，可以命名為PlayArea，然后為其添加VRTK_BasicTeleport組件，所有屬性保持默認設置即可。VRTK_BasicTeleport組件如圖所示。5.

移動方式的設置——瞬間跳轉的設置

這時的跳轉方式就是按住手柄的Touchpad鍵，發(fā)出射線，在射線和地面碰撞后，松開Touchpad鍵，即可瞬間跳轉到碰撞點處。

因為這時使用的射線渲染組件是VRTK_StraightPointerRenderer，所以射線為直線形式。如果使用另一個組件VRTK_BezierPointerRenderer，則射線會變?yōu)樨惾麪柷€的形式。手柄發(fā)出的貝塞爾曲線形式的射線如圖所示。5.

移動方式的設置——連續(xù)平滑移動的設置

將VRTK_TouchpadControl組件添加到場景中的CameraRig物體上，并選擇leftController或者rightController物體，將其拉入VRTK_TouchpadControl組件的“Controller”中完成設置，如圖所示。此時運行場景，按下相應手柄的Touchpad鍵即可實現(xiàn)在場景中向前、后、左、右平滑移動。6.

可交互物體的設置

在虛擬世界中，實現(xiàn)對物體的觸碰、抓取等操作是基本需求之一。這在VRTK中是通過設置交互物體來實現(xiàn)的，具體方法如下。（1）創(chuàng)建幾個3D物體，待抓取的物體如圖所示。6.

可交互物體的設置（2）對leftController和rightController物體添加VRTK_InteractTouch和VRTK_InteractGrab組件，使手柄具有觸碰（Touch）和抓?。℅rab）功能。抓取功能的手柄按鍵默認設置如圖所示，抓取功能是使用手柄的Grip鍵實現(xiàn)的，可以根據需要換成其他的按鍵。6.

可交互物體的設置（3）選中3D物體，單擊“Window”→“VRTK”→“SetupInteractableObject”，保持默認設置，單擊按鈕“SetupInteractableObject”，即可自動完成所有組件和組件屬性設置，使該物體具備和手柄交互的能力?！癝etupInteractableObject”對話框如圖所示。此時可以運行場景，用手柄觸碰物體，物體上會出現(xiàn)邊框提示；按住手柄的Grip鍵，可以抓起物體，松開Grip鍵，則放下物體。7.

UI的操作UI操作是“屏幕時代”較常見的交互方式，在虛擬現(xiàn)實中，將UI的操作移植過來，用戶會感覺比較熟悉，學習VR操作的難度就會降低，從而有利于VR的推廣和普及。7.

UI的操作——三維空間中的UI

Unity中的UI元素都是放在Canvas物體下的，由Canvas物體提供UI的總體屬性。其中，屬性“RenderMode”決定了UI以何種形式進行渲染。Canvas屬性中UI渲染模式的選擇如圖所示，其默認設置是“ScreenSpace–Overlay”，也就是將UI疊加在屏幕上。如果是這樣，那么在虛擬現(xiàn)實的三維世界里，UI就只能看，而不能被用戶用來進行交互操作。所以這里一般將其設置為“WorldSpace”，也就是將UI元素當作三維虛擬世界里的普通物體來看待。7.

UI的操作——UI位置的調整

調整好渲染模式后，還需要將UI放置到合適的位置。這里可以只調節(jié)具體某一個UI元素，也可以將Canvas整體都進行調節(jié)。無論是調節(jié)哪個層次的物體，都是修改其RectTransform組件中坐標、寬度和高度、比例大小等，UI的RectTransform組件如圖所示。調整過后，三維場景中的UI元素如右圖所示。7.

UI的操作——UI和HTCVIVE手柄的交互

手柄發(fā)射的射線是和UI元素交互的基礎。繼續(xù)給左、右手柄控制器添加兩個組件：VRTK_ControllerEvents和VRTK_UIPointer，如圖所示。

其中VRTK_ControllerEvents組件使控制器具備了處理事件交互的功能，VRTK_UIPointer組件則設置了手柄控制器上具體哪些按鍵可通過何種操作來模擬對UI元素的交互。7.

UI的操作——UI和HTCVIVE手柄的交互

配置手柄控制器按鍵對UI的操作形式如圖所示，組件規(guī)定了激活射線是通過手柄上的Touchpad鍵實現(xiàn)的，激活的形式是“HoldButton”，也就是要按住

Touchpad

鍵不放。射線選取UI元素的形式是按住手柄上的雙階段扳機，單擊UI元素則是通過按下雙階段扳機然后放開的方式來實現(xiàn)。7.

UI的操作——UI