HTC Vive小场地与大场景空间的解决方案

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作者：cartzhang

HTC Vive小场地与大场景空间的解决方案

对于Vive，我们可以正常使用，运动追踪功能是 HTC Vive 的一大亮点，这也让很多适配 HTC Vive 的游戏能够让用户动起来，听起来很酷，体验起来也很酷。在小范围移动1：·1的范围内活动或固定位置的游戏中，定位精确，并且延迟很低，各种优点不一而足。

但是空间问题，让想在小空间大场景的游戏中的玩家排在了门外，HTC官方建议：HTC 建议消费者在至少 20 平米空间使用全套装备，这也意味着你的游戏房要足够大。土豪就不用往下看了！！！
但是对于想要开疆扩土的用户，在实际中场地大小就成为了局限，用户没有恰好游戏场景大小的场地，游戏场地过大，而玩家场地太小，怎么解决呢？

还有就是要是1：1的场地，会有一种游戏场景非常局促，感觉没有走多远就到了边际，让玩家十分不爽。
所以这里给出了变比空间的HTC头盔的移动问题的解决方案。

当然，若你有更好的办法，也欢迎讨论。

我们重点来说，游戏场景过大，而实际场地台较小，需要对位移进行比例加速问题。
我们要解决问题有三个：

1. 边界放大
2. 起点位置平移
3. 游戏空间与场地非等比空间速度缩放

一、边界放大

首先，来看看官方SteamVR给出的预制体的顶视图：

发现没有。
在HTC 头盔的游戏中，玩家总在蓝色框的中间位置。而对于需要从（0，0）作为起点的游戏，需要在房间内到处移动，并且根据游戏剧情，需要空间移动的游戏，这个就只可以用原有场地的1/4的场地了，更造成了场地的浪费。
我们首先解决的就是位置需要偏移问题。
其次，看到蓝色边框的大小了没有。其实蓝色框范围很小，

看代码：

public enum Size
{
    Calibrated,
    _400x300,
    _300x225,
    _200x150
}

这个面积小，不满足需求，怎么办呢？ 自己来增加啊，搞大场地！！
我就自己做了一个区域标识。

小的蓝色框为它原本的400*300的，大的为我自己缩放的区域。
选择Size为Calibrated这个选项，缩放即可。特地添加了一个父节点，以防止在直接节点上缩放出问题，xz均缩放为4，Y仍旧为1。
这个标识就基本满足游戏中场地大小为9*9米的一个大场地了。

二、起点位置平移

好了。现在回来说，起点的平移问题。
分两部：
一个是视觉上，就是在游戏编辑器模式下，让玩家在蓝色区域的起点角点位置。这个容易，就是还是平移。平移谁呢，平移蓝色区域，把刚才缩放的那个预制体的父节点做了平移，项目中的平移位置为（4.2，0，4.2）即可。
这部分就搞定了。
第二部分，就是比较繁琐一点了。
说这个问题之前，需要稍微说下SteamVR插件的运行时和编辑状态的相机差别。

这个是编辑器模式下的相机状态。
但是在运行时候，相机的层级结构会发生较大的变化。

可以看到eye作为父节点，ears作为子节点，而head则被隐藏了。
具体代码处理是在SteamVR_Camera.cs中的OnEnable中处理。

部分代码：

if (head != t)
{
    Expand();

    t.parent = origin;

    while (head.childCount > 0)
        head.GetChild(0).parent = t;

    // Keep the head around, but parent to the camera now since it moves with the hmd
    // but existing content may still have references to this object.
    head.parent = t;
    head.localPosition = Vector3.zero;
    head.localRotation = Quaternion.identity;
    head.localScale = Vector3.one;
    head.gameObject.SetActive(false);

    _head = t;
}

还有ears的处理代码，设置ears的相机参数：

if (ears == null)
{
    var e = transform.GetComponentInChildren<SteamVR_Ears>();
    if (e != null)
        _ears = e.transform;
      }

if (ears != null)
    ears.GetComponent<SteamVR_Ears>().vrcam = this;

为什么讲了这么多结构呢?因为它影响到了玩家起点平移的算法和处理。
怎么处理呢？
其实是蛮简单。给相机的父节点在初始化时候，重置一个与相机初始化一个相反的参数。
为什么呢?这正是为了抵消相机在场景中从（0，0）点作为起点的变化啊.

具体代码：

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class PlayerPosIntitial : MonoBehaviour
{
    private bool bUseOnce = false;
    public Transform eye;

    private float starttime;
    private float delaytime = 4.0f;
    // Use this for initialization
    void Start ()
    {
        starttime = Time.time;  
    }

    // Update is called once per frame
    void Update () 
    {
        if (!bUseOnce && (Input.GetMouseButton(0) || Input.GetKey(KeyCode.JoystickButton0) || Time.time - starttime >= delaytime))
        {

            bUseOnce = true;
            if (null != eye) 
            {               
                this.transform.localPosition = new Vector3(-eye.transform.localPosition.x,0,-eye.transform.localPosition.z);
                Debug.Log ("set player initila position");
            }
        }
    }
}

这个根据自己需要来处理的按键和时间自动开始。可以不这样用按键啥的。

这里顺便说一句：
就是要添加手柄，只需要把手柄脚本放这节点下，然后设置左右手柄即可。
手柄在随后中，并不会由于位移的加速对其造成影响。

三、游戏空间与场地非等比空间速度缩放

好了，说完了平移。
最后，那就是场景为9*9米，而我场地只有三米或5米，怎么办呢？
其实结果已经比较明显了。就是刚才FPSController还有个缩放的父节点。

那有人可能会有异议？直接来控制HTCvive相机的脚本来给得出的相机位置进行修改缩放不就可以了吗？
哎呀，这个方法确实很好啊。但是无法实现。为什么呢？

因为相机无法在脚本层控制。
在编辑器下运行模型下，把所有脚本代码勾选掉，相机的位置旋转均还可以正常使用。
这基本说明，相机的控制在脚本层的机会很少。
但是，我并不死心。下面就开始了各种尝试。
当然是在脚本中，看代码吧。

// 在数据更新层，让他设置为zero.
    void Update()
    {
        transform.position = Vector3.zero;
    }
    void LateUpdate()
    {
        transform.position = Vector3.zero;
    }
    //在渲染层的某个阶段处理，设置为零。
    void PreRender()
    {
        transform.position = Vector3.zero;
    }

    void OnPostRender()
    {
        transform.position = Vector3.zero;
    }

要说的是：以上代码对与HTC头盔的相机设置下工均没有任何的作用。看清楚是对实际效果有任何作用。
要说有作用，在编辑器模式下，编辑器里面现实为零，但是相机数据仍可以变化，这是由于编辑器的数据显示要先于真实的相机坐标，只是个假象，都是幻觉。

最终的解决方案，给FPSController添加一个父节点，这样就基本搞定了。

UpdatCamera的代码：
using UnityEngine;
using System.Collections;

public class UpdateCamra : MonoBehaviour 
{
    public Transform ViveCamera;
    public float ScaleLength = 0.5f;
    // Use this for initialization
    void Start () 
    {
        #if UNITY_EDITOR
        #else
        ScaleLength = PlayerControl.m_Cfg.MaxDeltaVel;
        #endif
    }

    // Update is called once per frame
    void Update () 
    {
        if (null != ViveCamera) 
        {
            transform.position = new Vector3 (ViveCamera.position.x * ScaleLength, ViveCamera.position.y, ViveCamera.position.z * ScaleLength);
        }

    }
}

为了便于根据场地的大小和游戏场景的大小调节匹配，缩放参数做了一个配置文件。这里就不过多的详述了。

至此，我们完成了，边界放大，起点位置平移，游戏空间与场地非等比空间速度缩放。
顺便说下，我们游戏场景为9*9而实际测试场地为2.5米左右的时候，缩放系数为0.5，这时候由于场地过小，速度过快有少于不适。而在5*5左右时候，调节参数，整体感觉还是非常舒服的，也没有由于空间的大小而在游戏中感到局促。

参考：

SteamVR Unity官方的插件quikstart.pdf。

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昨天天气好，晚上有人看到了两个月亮。