《VR入門系列教程》之18---Oculus代碼剖析

代碼剖析

原文做者：Tony Parisi

    那麼，Unity到底是如何支持Oculus VR運行的？首先，咱們來看看Unity場景是如何構建的。在Unity集成開發包中有一個相機預設體，這個預設體提供了最基本的VR技術，包括：Oculus的立體渲染和頭動追蹤，下面咱們來具體操做一下。

    在Hierarchy面板中定位到OVRCameraRig物體，而後咱們點擊它左邊的向下箭頭展開它的子物體，Camera Rig中包含一個叫TrackingSpace的子物體，TrackingSpace下面包含：LeftEyeAnchor，CenterEyeAnchor，RightEyeAnchor和TrackerAnchor四個子物體。其中，Left和Right Anchor 是關鍵所在，它們分別帶有一個相機，用來分別渲染左右眼視圖。這兩個相機在Inspector中的參數都是默認值，它們的參數會在程序運行的時候有所改變。

    咱們再次定位到OVRCameraRig物體，咱們雙擊它上面帶的一個叫OVRCameraRig的腳本組件，Unity的編輯器會用MonoDevelop爲咱們打開一個叫OVRCameraRig.cs的腳本源代碼。

    在Monodevelop中搜索源代碼，找到LateUpdate函數，以下：

#if !UNITY_ANDROID || UNITY_EDITOR
privatevoid LateUpdate()
#else
privatevoid Update()
#endif
{
    EnsureGameObjectIntegrity();
    if(!Application.isPlaying)
        return;
    UpdateCameras();
    UpdateAnchors();
}

#if !UNITY_ANDROID || UNITY_EDITOR
privatevoid LateUpdate()
#else
privatevoid Update()
#endif
{
    EnsureGameObjectIntegrity();
    if(!Application.isPlaying)
        return;
    UpdateCameras();
    UpdateAnchors();
}

    咱們沒有在安卓上面構建，因此#if語句爲真，咱們使用的是LateUpdate這個函數，Unity腳本在運行的時候會不停的調用多個函數，其中就包括Update和LateUpdate函數。其中，LateUpdate函數更適合用做相機的更新，由於引擎能夠確保全部更新操做執行完之後才調用LateUpdate函數，這點很是有必要，好比咱們須要在更新相機前獲取頭動信息。

    LateUpdate函數中咱們首先調用了EnsureGameObjectIntegrity這個函數，目的是爲了確保場景中有咱們必須的物體（即OVRCameraRig預設實例），這樣能夠防止腳本包含進場景但沒有實例化OVRCameraRig物體。

    檢查完應用是否正在運行以後，咱們就開始幹正事了。首先，咱們調用UpdateCameras更新兩個相機的參數，以下代碼：

privatevoid UpdateCameras()
{
    if(needsCameraConfigure)
    {
        leftEyeCamera = ConfigureCamera(OVREye.Left);
        rightEyeCamera = ConfigureCamera(OVREye.Right);
#if !UNITY_ANDROID || UNITY_EDITOR
        needsCameraConfigure = false;
#endif
    }
}

privatevoid UpdateCameras()
{
    if(needsCameraConfigure)
    {
        leftEyeCamera = ConfigureCamera(OVREye.Left);
        rightEyeCamera = ConfigureCamera(OVREye.Right);
#if !UNITY_ANDROID || UNITY_EDITOR
        needsCameraConfigure = false;
#endif
    }
}

     這個函數在桌面端只會調用一次，它會經過Oculus的配置資源中獲取配置參數，而後經過一個標識變量告訴下一次執行的程序已經配置過了。

    下面就是ConfigureCamera函數，用來配置每一個相機的參數：

privateCamera ConfigureCamera(OVREye eye)
{
    Transform anchor = (eye == OVREye.Left) ? leftEyeAnchor : rightEyeAnchor;
    Camera cam = anchor.GetComponent<Camera>();
    OVRDisplay.EyeRenderDesc eyeDesc = OVRManager.display.GetEyeRenderDesc(eye);
    cam.fieldOfView = eyeDesc.fov.y;
    cam.aspect = eyeDesc.resolution.x / eyeDesc.resolution.y;
    cam.rect = newRect(0f, 0f, OVRManager.instance.virtualTextureScale, OVRManager.instance.virtualTextureScale);
    cam.targetTexture = OVRManager.display.GetEyeTexture(eye);
    cam.hdr = OVRManager.instance.hdr;
    ...
    returncam;
}

privateCamera ConfigureCamera(OVREye eye)
{
    Transform anchor = (eye == OVREye.Left) ? leftEyeAnchor : rightEyeAnchor;
    Camera cam = anchor.GetComponent<Camera>();
    OVRDisplay.EyeRenderDesc eyeDesc = OVRManager.display.GetEyeRenderDesc(eye);
    cam.fieldOfView = eyeDesc.fov.y;
    cam.aspect = eyeDesc.resolution.x / eyeDesc.resolution.y;
    cam.rect = newRect(0f, 0f, OVRManager.instance.virtualTextureScale, OVRManager.instance.virtualTextureScale);
    cam.targetTexture = OVRManager.display.GetEyeTexture(eye);
    cam.hdr = OVRManager.instance.hdr;
    ...
    returncam;
}

    其中，OVRManager類是與Oculus Mobile SDK的主要接口，它負責許多東西，包括與本地的Oculus SDK接口。若是你好奇這個腳本，你能夠回到Unity編輯器中找到OVRCameraRig物體，而後在它的組件中就能夠找到OVRManager這個腳本。目前爲止，咱們經過黑盒的方式給兩個相機賦予了參數，包含：FOV、屏幕長寬比、視口、渲染目標、是否支持HDR。

    相機的基本參數已經設置好了，可是咱們仍是得根據HMD的信息實時調整相機位置和朝向，經過下面UpdateAnchors函數能夠實現：

privatevoid UpdateAnchors()
{
    boolmonoscopic = OVRManager.instance.monoscopic;
    OVRPose tracker = OVRManager.tracker.GetPose();
    OVRPose hmdLeftEye = OVRManager.display.GetEyePose(OVREye.Left);
    OVRPose hmdRightEye = OVRManager.display.GetEyePose(OVREye.Right);
    trackerAnchor.localRotation = tracker.orientation;
    centerEyeAnchor.localRotation = hmdLeftEye.orientation; // using left eye for now
    leftEyeAnchor.localRotation = monoscopic ? centerEyeAnchor.localRotation : hmdLeftEye.orientation;
    rightEyeAnchor.localRotation = monoscopic ? centerEyeAnchor.localRotation : hmdRightEye.orientation;
    trackerAnchor.localPosition = tracker.position;
    centerEyeAnchor.localPosition = 0.5f * (hmdLeftEye.position + hmdRightEye.position);
    leftEyeAnchor.localPosition = monoscopic ? centerEyeAnchor.localPosition : hmdLeftEye.position;
    rightEyeAnchor.localPosition = monoscopic ? centerEyeAnchor.localPosition : hmdRightEye.position;
    if(UpdatedAnchors != null)
    {
        UpdatedAnchors(this);
    }
}

privatevoid UpdateAnchors()
{
    boolmonoscopic = OVRManager.instance.monoscopic;
    OVRPose tracker = OVRManager.tracker.GetPose();
    OVRPose hmdLeftEye = OVRManager.display.GetEyePose(OVREye.Left);
    OVRPose hmdRightEye = OVRManager.display.GetEyePose(OVREye.Right);
    trackerAnchor.localRotation = tracker.orientation;
    centerEyeAnchor.localRotation = hmdLeftEye.orientation; // using left eye for now
    leftEyeAnchor.localRotation = monoscopic ? centerEyeAnchor.localRotation : hmdLeftEye.orientation;
    rightEyeAnchor.localRotation = monoscopic ? centerEyeAnchor.localRotation : hmdRightEye.orientation;
    trackerAnchor.localPosition = tracker.position;
    centerEyeAnchor.localPosition = 0.5f * (hmdLeftEye.position + hmdRightEye.position);
    leftEyeAnchor.localPosition = monoscopic ? centerEyeAnchor.localPosition : hmdLeftEye.position;
    rightEyeAnchor.localPosition = monoscopic ? centerEyeAnchor.localPosition : hmdRightEye.position;
    if(UpdatedAnchors != null)
    {
        UpdatedAnchors(this);
    }
}

     這個函數經過OVRTracker和OVRDisplay獲取到了HMD當前的位置和朝向，以後又賦值給了相應的組件。左右眼Anchor負責真正的渲染，中心Anchor做爲一個標記存在，這樣方便應用查找中心位置而不是從新計算，tracker變量負責保存位置追蹤的信息。

    至此，咱們僅僅是添加了一個預設的實例，就已經實現了Oculus Rift 立體渲染和位置追蹤功能。雖然這個預設有點負責，可是，咱們仔細深刻研究仍是會找到奧祕所在。