第5章　VR開發(fā)-5.4 Oculus Quest平臺(tái)

第5章VR開發(fā)

5.4OculusQuest平臺(tái).目錄.1.Unity中OculusQuest開發(fā)包的安裝配置

.2.

OculusLink的使用.3.

虛擬場景中的基本移動(dòng).4.

加入控制手柄或手部模型.5.

加入碰撞檢測.6.

抓取物體.7.

隔空取物功能

OculusQuest是Meta（原臉書）公司旗下在虛擬現(xiàn)實(shí)方面的產(chǎn)品，在2019年5月正式發(fā)售。OculusQuest屬于一體式VR頭顯設(shè)備，OculusQuest頭顯和手柄如圖所示。其內(nèi)核是Android系統(tǒng)，價(jià)格并不昂貴，有人認(rèn)為它是能夠?yàn)槠胀ù蟊姶蜷_虛擬世界大門的一款產(chǎn)品。它與其他VR頭顯產(chǎn)品主要的不同在于，它通過頭顯上分布在4個(gè)角的攝像頭和內(nèi)置算法，實(shí)現(xiàn)了六自由度的空間定位追蹤系統(tǒng)，無須任何外設(shè)與線纜，擺脫了對(duì)高昂價(jià)格的計(jì)算機(jī)設(shè)備的依賴，玩家可以在虛擬世界里更加自由地行動(dòng)。并且，設(shè)備整體價(jià)格大幅下降，更加有利于被普通大眾接受。

（1）配置好計(jì)算機(jī)和Unity的Android開發(fā)環(huán)境。

注意，Unity發(fā)布設(shè)置“PlayerSettings”里面的“MinimumAPILevel”必須設(shè)為“APILevel19”或者更高級(jí)別，因?yàn)镺culusQuest不支持低于APILevel19的Android系統(tǒng)。1.

Unity中OculusQuest開發(fā)包的安裝配置

（2）在Unity的AssetStore中搜索并下載免費(fèi)的OculusIntegration，然后將其導(dǎo)入U(xiǎn)nity。該資源是Oculus官方提供的開發(fā)SDK。OculusIntegration下載界面如圖所示。1.

Unity中OculusQuest開發(fā)包的安裝配置

（3）在Unity中，單擊菜單“Edit”→“ProjectSettings”打開工程設(shè)置窗口，Unity中配置Oculus平臺(tái)VR開發(fā)如圖所示。在“Player”選項(xiàng)卡中，找到“XRSettings”，勾選“VirtualRealitySupported”復(fù)選框，然后單擊“+”按鈕，在彈出的列表中選擇“Oculus”。這樣設(shè)置之后，結(jié)合前面步驟中導(dǎo)入的OculusIntegration工具包，Unity就具備了開發(fā)Oculus平臺(tái)應(yīng)用的能力。1.

Unity中OculusQuest開發(fā)包的安裝配置

（4）從上頁圖中可以看到，有一個(gè)警告標(biāo)志，說明這時(shí)在配置上還有一些問題。這是由于Unity的一些默認(rèn)屬性設(shè)置和當(dāng)前的Oculus有一些沖突的地方。解決方法很簡單，還是在這個(gè)界面中，打開“OtherSettings”，刪除“Vulkan”選項(xiàng)以適應(yīng)Oculus的配置，如圖所示。1.

Unity中OculusQuest開發(fā)包的安裝配置

（5）經(jīng)過以上操作，在Unity中就準(zhǔn)備好了Oculus的開發(fā)配置。下面還需要從Oculus的官網(wǎng)生成并獲取開發(fā)App的許可證ID。

打開Oculus的官網(wǎng)，注冊開發(fā)者賬號(hào)并登錄，單擊網(wǎng)頁中的“CreateNewApp”按鈕，創(chuàng)建OculusApp賬號(hào)，如上圖所示。在打開的界面中輸入要?jiǎng)?chuàng)建的App的名稱，Platform平臺(tái)選擇“Quest（Applab）”，然后單擊“創(chuàng)建”按鈕，如下圖所示。1.

Unity中OculusQuest開發(fā)包的安裝配置

（6）在單擊“創(chuàng)建”按鈕之后，可以在界面左側(cè)菜單欄的“API”中找到新申請到的AppID，如圖所示。1.

Unity中OculusQuest開發(fā)包的安裝配置

（7）回到Unity中，單擊菜單“Oculus”→“Platform”→“EditSettings”打開平臺(tái)設(shè)置界面，將申請到的AppID復(fù)制到其中，并取消勾選“UseStandalonePlatform”復(fù)選框，設(shè)置Unity中的OculusAppID如圖所示。1.

Unity中OculusQuest開發(fā)包的安裝配置

（8）繼續(xù)單擊菜單“Oculus”→“Tools”→“OculusPlatformTools”打開平臺(tái)工具設(shè)置界面，在其中選擇“OculusQuest”，并復(fù)制、粘貼AppID，在平臺(tái)工具設(shè)置界面中設(shè)置相關(guān)屬性如圖所示。至此，Unity中的OculusQuest開發(fā)配置就完成了。下面還需要將OculusQuest頭顯的開發(fā)者模式打開，這樣才能從Unity中將開發(fā)好的應(yīng)用導(dǎo)入OculusQuest設(shè)備。1.

Unity中OculusQuest開發(fā)包的安裝配置

（9）啟用OculusQuest頭顯，并找一臺(tái)手機(jī)，打開手機(jī)的藍(lán)牙和定位功能。然后在手機(jī)上安裝并運(yùn)行Oculus官方App，在手機(jī)上打開OculusQuest頭顯的開發(fā)者模式，如圖所示。單擊“Settings”按鈕進(jìn)入設(shè)置界面，手機(jī)會(huì)自動(dòng)查找附近的頭顯并連接，圖中2號(hào)框所示的就是連接正常后顯示出來的頭顯名稱和信息。再單擊3號(hào)框處的“MoreSettings”按鈕，進(jìn)入下一級(jí)設(shè)置界面。單擊4號(hào)框處的“DeveloperMode”按鈕，進(jìn)入再下一級(jí)界面。設(shè)置打開5號(hào)框處的“開關(guān)”。這樣，OculusQuest頭顯的開發(fā)者模式就被打開了。1.

Unity中OculusQuest開發(fā)包的安裝配置

（10）將打開了開發(fā)者模式的OculusQuest頭顯用數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，然后單擊Unity的菜單“File”→“BuildSettings”打開設(shè)置窗口，在“RunDevice”中可以看到與計(jì)算機(jī)相連的頭顯名稱。單擊“BuildAndRun”按鈕，就能將Unity中編輯好的場景發(fā)布到OculusQuest頭顯中運(yùn)行并觀察效果了。直接從Unity中發(fā)布應(yīng)用App到OculusQuest頭顯中，如圖所示。1.

Unity中OculusQuest開發(fā)包的安裝配置

直接使用前面的方法開發(fā)Quest應(yīng)用時(shí)，會(huì)感覺很不方便，因?yàn)樵赨nity中直接運(yùn)行應(yīng)用是看不到任何效果的。每次都只有通過單擊Unity中的“BuildAndRun”按鈕對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行發(fā)布并輸出、安裝到OculusQuest頭顯中才可以看到效果，相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為了解決這種問題，同時(shí)也為了能方便用戶同步計(jì)算機(jī)和OculusQuest頭顯數(shù)據(jù)，Oculus給出了一套解決方案——OculusLink。2.

OculusLink的使用

OculusLink需要軟件和硬件的配合才能使用。在軟件上，OculusQuest頭顯必須升級(jí)到最新的操作系統(tǒng)版本，同時(shí)和OculusQuest相連的計(jì)算機(jī)上也要安裝最新版本的計(jì)算機(jī)版OculusApp軟件，以保證計(jì)算機(jī)和OculusQuest頭顯在軟件上的匹配。圖所示的是計(jì)算機(jī)版OculusApp軟件界面。2.

OculusLink的使用

在硬件上，首先需要一根有一端是Type-C端口的USB3.0數(shù)據(jù)線，以連接計(jì)算機(jī)和OculusQuest頭顯。而且，這根數(shù)據(jù)線要質(zhì)量比較好，以保證能實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的傳輸，若為一般質(zhì)量的數(shù)據(jù)線則可能會(huì)無法使用OculusLink功能。另外，對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求也比較高，需要顯卡是NVIDIAGTX970或者NVIDIAGTX1060以上的配置。

當(dāng)軟硬件方面都滿足條件后，OculusLink會(huì)將Unity的編輯窗口和頭顯進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，在Unity中可以直接觀察效果，而不需要每次都發(fā)布程序到頭顯中。這樣就很大程度地提高了開發(fā)效率。2.

OculusLink的使用

（1）新建一個(gè)場景，在其中添加一個(gè)Plane作為地板，再添加一些三維物體作為參照物，簡單的三維場景如圖所示。3.

虛擬場景中的基本移動(dòng)

（2）刪除場景中默認(rèn)的攝像機(jī)。在Project面板中的“Assets”→“Oculus”→“VR”→“Prefabs”中，找到OVRCameraRig預(yù)設(shè)體，將其拖入場景并擺放在合適的位置。OVRCameraRig預(yù)設(shè)體就是Oculus針對(duì)虛擬空間制作好的一個(gè)虛擬雙目攝像機(jī)，它所攜帶的OVRManager組件作為關(guān)鍵組件，決定了OVRCameraRig使用的設(shè)備種類、輸入形式、渲染屬性、追蹤屬性和混合現(xiàn)實(shí)屬性等內(nèi)容。OVRCameraRig預(yù)設(shè)體的OVRManager組件如圖所示。3.

虛擬場景中的基本移動(dòng)

（3）保持預(yù)設(shè)體的默認(rèn)屬性設(shè)置，這樣就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基本的Oculus的虛擬場景，可以直接發(fā)布應(yīng)用，并在頭顯中觀看效果。這時(shí)可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)頭觀察整個(gè)場景，并且因?yàn)镺culus的追蹤功能，用戶可以在安全范圍內(nèi)走動(dòng)，但是不能使用手柄功能，也沒有任何其他可以交互的東西。下面再介紹使用另外的預(yù)設(shè)體來實(shí)現(xiàn)這些功能。3.

虛擬場景中的基本移動(dòng)

（1）將上一小節(jié)中的OVRCameraRig預(yù)設(shè)體刪除，換成同一目錄下的OVRPlayerController預(yù)設(shè)體。該預(yù)設(shè)體包含OVRCameraRig（作為子物體），并因?yàn)轭~外添加的CharacterController和OVRPlayerController組件，獲得了移動(dòng)的能力。OVRPlayerController預(yù)設(shè)體的組件如圖所示。運(yùn)行場景，這時(shí)用戶除了能自己走動(dòng)以外，還能用左手柄的搖桿控制前后左右自由移動(dòng)，這樣就擴(kuò)大了用戶在虛擬世界的移動(dòng)范圍。4.

加入控制手柄或手部模型

（2）和HTCVIVE一樣，Oculus也支持在虛擬場景中顯示用戶手上拿的手柄，以增加真實(shí)性。在

Project

面板中的“Assets”→“Oculus”→“VR”→“Meshes”→“OculusTouchForQuestAndRiftS”中，可以看到左、右兩個(gè)手柄的模型。將這兩個(gè)模型分別拖入

Hierarchy

面板中的OVRPlayerController預(yù)設(shè)體的LeftHandAnchor、RightHandAnchor物體下作為子物體，添加手柄模型如圖所示。4.

加入控制手柄或手部模型

運(yùn)行場景，就可以看到左、右兩個(gè)控制器顯示在虛擬空間里，并且它們能跟隨著用戶拿著的真實(shí)手柄的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。OculusQuest手柄在虛擬場景中的樣子如圖所示。4.

加入控制手柄或手部模型

（3）Oculus不僅能顯示手柄，還能顯示手部模型。先刪除第2步中添加到場景中的手柄模型，然后在Project面板中的“Assets”→“Oculus”→“Avatar”→“Content”→“Prefabs”下，找到LocalAvatar預(yù)設(shè)體，將其拖入場景作為OVRPlayerController預(yù)設(shè)體下TrackingSpace物體的子物體，添加LocalAvatar預(yù)設(shè)體如左圖所示。

運(yùn)行場景，就可以看到左右手模型，并且它們能跟隨著用戶手部運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。顯示手的模型，如右圖所示。4.

加入控制手柄或手部模型

（1）找到場景中OVRPlayerController預(yù)設(shè)體的CharacterController組件，減小組件中“Radius”屬性的值。這是因?yàn)椤癛adius”屬性表示的是虛擬世界中代表用戶的虛擬人身軀的半徑，原來的默認(rèn)值是0.5，這個(gè)值太大了，經(jīng)常會(huì)使用戶感覺因?yàn)椤吧眢w太胖”而離其他物體還有一段距離就被擋住，需要將該值調(diào)得小一點(diǎn)，增加真實(shí)感。（2）在Project面板中找到CharacterCameraConstraint腳本，將其賦給場景中的OVRPlayerController預(yù)設(shè)體作為組件。將OVRPlayerController預(yù)設(shè)體的子物體OVRCameraRig拖入組件的“CameraRig”框中，并勾選“EnableCollision”復(fù)選框，最后將“CollideLayers”改為“Everything”，添加攝像機(jī)碰撞組件如圖所示。5.

加入碰撞檢測經(jīng)過這樣的設(shè)置之后，用戶在虛擬世界中運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)被障礙物擋住，不會(huì)“一穿而過”了。

（1）選取需要設(shè)置被抓功能的物體，為其添加RigidBody組件以及OVRGrabbable腳本組件，保持它們的默認(rèn)屬性即可。（2）

在Hierarchy面板中，找到OVRPlayerController下的LeftHandAnchor和RightHandAnchor物體，為它們添加SphereCollider組件，并將組件中的“Radius”屬性調(diào)整為0.05，勾選“IsTrigger”。（3）為LeftHandAnchor和RightHandAnchor物體添加OVRGrabber腳本組件，并勾選“ParentHeldObject”，以防止抓取物體并移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生物體跳躍抖動(dòng)的錯(cuò)誤。6.

抓取物體

（4）繼續(xù)修改RightHandAnchor物體的OVRGrabber組件。將RightHandAnchor的子物體RightControllerAnchor拖入“GripTransform”框中，再將“GrabVolumes”下的“Size”設(shè)為1，將RightHandAnchor物體本身拖入“Element0”框中，并將“Controller”設(shè)置為“RTouch”，OVRGrabber組件的屬性設(shè)置如圖所示。（5）對(duì)LeftHandAnchor物體按同樣的方式處理。然后運(yùn)行場景，以實(shí)現(xiàn)抓取功能。6.

抓取物體

（1）將上個(gè)小節(jié)中修改后的OVRPlayerController物體刪除，從Project面板中將該預(yù)設(shè)體重新拖入場景，恢復(fù)到初始狀態(tài)。（2）在新添加進(jìn)來的OVRPlayerController物體下創(chuàng)建一個(gè)空物體，并為這個(gè)空物體添加GrabManager和SphereCollider兩個(gè)組件。其中GrabManager組件由Oculus提供，有抓取操作的管理功能，其參數(shù)保持默認(rèn)設(shè)置即