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Unity SteamVR插件详解:SteamVR Controller脚本分析+Vive控制器功能开发

2016年08月20日 16:02:2736980 HTC Vive博客

大家都知道现在基于Unity开发Vive的应用程序都需要用到SteamVR这个插件,接下来的系列会重点分析该插件中和开发相关的功能。首先介绍的是Vive手柄控制器开发的介绍,基本包含了手柄功能开发的所有信息。如有不全欢迎补充讨论。使用时需要注意的点我会用绿色标出了,对整个脚本执行过程不感兴趣的可以着重看一下绿色部分,开发时注意就好了。

关于控制器的相关信息都包含在SteamVR_Controller这个脚本之中。注意:SteamVR_Controller是非Monobehavior的脚本,并没有挂在场景下,其运行是通过SteamVR_Render脚本对于其中Update()函数的调用从而一直循环获取手柄相关信息。而SteamVR_Render脚本是在程序运行时自动加载至场景的。先来看看脚本的全貌吧。

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ButtonMask类:手柄各按键的名称。

Device类:最重要的类,封装了跟踪设备的全部信息。

Update()函数:被SteamVR_Render脚本调用,更新各跟踪设备的信息。

Input()函数:根据Index初始化Device[]数组,并实例化所有16个Device。

DeviceRelation和GetDeviceIndex()结合获取特定的设备Index,如leftmost、rightmost。在SteamVR_TestController脚本中有使用到该函数获取用户的左右手手柄的Index。用该方法应该可以识别出用户所拿的手柄是哪一个。

下面着重分析Device类:

  • l  GetPress:按下按键一直触发

  • l  GetPressDown:按下按键只触发一次

  • l  GetPressUp:按下按键只触发一次

针对按键的三个函数,每种函数有两个重载,参数为ButtonMask或EVRButtonId类,第二种形式会将EVRButtonId转换为ButtonMask后调用第一种得到结果。

  • l  GetTouch

  • l  GetTouchDown

  • l  GetTouchUp

针对Touchpad的三个函数,一样的两种形式,同上不解释。

  • l  GetAxis()

获取Touchpad圆盘坐标或Trigger的行程值(0-1),函数默认参数是手柄上的Touchpad。共有5个AxisId参数可选,0是TouchPad,1是Trigger,2,3,4应该是没有用的,且此函数只接受EVRButtonId类参数而不接受ButtonMask。

  • l  TriggerHapticPulse

手柄震动控制函数,参数名称解释的是时间,默认500,但实际上控制的是震动的强度。默认AxisId是EVRButtonId_touchpad,选择其他EVRButtonId没用(等价参数axis0可以),其会调用OpenVR中的同名函数。参数超过4000会无效,导致震动不触发。可以通过协程的while(true)+waitforsecond控制震动间隔,通过stop协程控制震动结束。

  • l  GetHairTrigger

  • l  GetHairTriggerDown定义为有false转至true的过程,判断先前状态和当前状态。

  • l  GetHairTriggerUp 定义为有true转至false的过程,判断先前状态和当前状态。

这三个函数获取HairTrigger的状态,其值对应rAxis1.x的值。But什么是HairTrigger?形象点说就是像头发般轻轻的触发。HairTrigger是检测当你握住扳手超过一个固定值(0.1,可调)时即触发的状态。相当于利用Trigger的变化量来做一个功能的触发,很棒不是吗。轻轻碰一下Trigger使得行程大于0.1即可触发一个功能。

 整个脚本的执行顺序如下:

  • l  Update();

  • l  Input()初始化16个设备的信息存储空间,并返回某个设备;

  • l  Device.Update():做两件事

1.     GetControllerStateWithPose()调用OpenVR中的函数获取手柄状态和姿态。结果存在这两个变量State(VRControllerState_t)和Pose(TrackedDevicePose_t)中,由GetState()和GetPose()获取并由此返回一系列的可查询参数及各种Get函数。

各可查询参数说明如下(相当于对TrackedDevicePose_t中的参数翻译了下)

valid:GetControllerStateWithPose()函数调用是否成功;

connected:判断设备是否连接;

hasTracking:判断设备是否跟踪正常;

 根据ETrackingResult的结果得到下面三个参数:

outOfRange:判断设备是否超出范围;

calibrating:判断设备是否正在校正;

uninitialized:判断设备是否未初始化;

 transform:获取的结果是包含12个元素的一维数组,通过SteamVR_Utils.RigidTransform函数将12个元素重组为3X4矩阵并针对Unity的坐标系进行修正,同时添加了对position和rotation方便的引用。

velocity和angularVelocity:这两个速度也针对Unity的坐标系进行修正,lighthouse跟踪的空间轴方向与Unity存在偏差。

2. UpdateHairTrigger()。检测自定义的一种操作:轻按Trigger。 

TBC:下面几个方面没有深入的研究,有兴趣的童鞋可以研究下,但知道上面的内容后应该已经可以随意访问控制器相关的信息了。

    • 关于DeviceRelation和GetDeviceIndex()没有太多解释,可以深入挖一挖如何使用。

    • ButtonMusk及其他地方有用到很多按位进行的操作,可以补充一下相关知识。

    • Unity环境下空间坐标轴的修正原理没有研究:Unity使用的是左手坐标系,lighthouse的结果应该是右手坐标系,所以才会有速度的z分量相反和角速度x、y分量相反的结果。

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