《VR入门系列教程》之18---Oculus代码剖析

代码剖析

原文作者：Tony Parisi

    那么，Unity究竟是如何支持Oculus VR运行的？首先，我们来看看Unity场景是如何构建的。在Unity集成开发包中有一个相机预设体，这个预设体提供了最基本的VR技术，包括：Oculus的立体渲染和头动追踪，下面我们来具体操作一下。

    在Hierarchy面板中定位到OVRCameraRig物体，然后我们点击它左边的向下箭头展开它的子物体，Camera Rig中包含一个叫TrackingSpace的子物体，TrackingSpace下面包含：LeftEyeAnchor，CenterEyeAnchor，RightEyeAnchor和TrackerAnchor四个子物体。其中，Left和Right Anchor 是关键所在，它们分别带有一个相机，用来分别渲染左右眼视图。这两个相机在Inspector中的参数都是默认值，它们的参数会在程序运行的时候有所改变。

    我们再次定位到OVRCameraRig物体，我们双击它上面带的一个叫OVRCameraRig的脚本组件，Unity的编辑器会用MonoDevelop为我们打开一个叫OVRCameraRig.cs的脚本源代码。

    在Monodevelop中搜索源代码，找到LateUpdate函数，如下：

#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();
}

    我们没有在安卓上面构建，所以#if语句为真，我们使用的是LateUpdate这个函数，Unity脚本在运行的时候会不停的调用多个函数，其中就包括Update和LateUpdate函数。其中，LateUpdate函数更适合用作相机的更新，因为引擎可以确保所有更新操作执行完以后才调用LateUpdate函数，这点非常有必要，比如我们需要在更新相机前获取头动信息。

    LateUpdate函数中我们首先调用了EnsureGameObjectIntegrity这个函数，目的是为了确保场景中有我们必须的物体（即OVRCameraRig预设实例），这样可以防止脚本包含进场景但没有实例化OVRCameraRig物体。

    检查完应用是否正在运行之后，我们就开始干正事了。首先，我们调用UpdateCameras更新两个相机的参数，如下代码：

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
    }
}

     这个函数在桌面端只会调用一次，它会通过Oculus的配置资源中获取配置参数，然后通过一个标识变量告诉下一次执行的程序已经配置过了。

    下面就是ConfigureCamera函数，用来配置每个相机的参数：

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类是与Oculus Mobile SDK的主要接口，它负责许多东西，包括与本地的Oculus SDK接口。如果你好奇这个脚本，你可以回到Unity编辑器中找到OVRCameraRig物体，然后在它的组件中就可以找到OVRManager这个脚本。目前为止，我们通过黑盒的方式给两个相机赋予了参数，包含：FOV、屏幕长宽比、视口、渲染目标、是否支持HDR。

    相机的基本参数已经设置好了，但是我们还是得根据HMD的信息实时调整相机位置和朝向，通过下面UpdateAnchors函数可以实现：

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);
    }
}

    这个函数通过OVRTracker和OVRDisplay获取到了HMD当前的位置和朝向，之后又赋值给了相应的组件。左右眼Anchor负责真正的渲染，中心Anchor作为一个标记存在，这样方便应用查找中心位置而不是重新计算，tracker变量负责保存位置追踪的信息。

    至此，我们仅仅是添加了一个预设的实例，就已经实现了Oculus Rift 立体渲染和位置追踪功能。虽然这个预设有点负责，但是，我们仔细深入研究还是会找到奥秘所在。