第5章　VR开发-5.2 HTC VIVE平台

第5章VR开发

5.2HTCVIVE平台

.目录.1.HTCVIVE平台简介

.2.

SteamVRPlugin和VRTK的下载和安装.3.

HTCVIVE的基本设置

.4.

HTCVIVE手柄的设置.5.

移动方式的设置.6.

可交互物体的设置.7.

UI的操作

HTCVIVE是HTC和Valve联合开发的产品，是目前市场上消费级VR产品中用户体验较好的产品之一。在SteamVR平台上相关的应用中，使用HTCVIVE的占了一半左右。整套HTCVIVE设备包含外接式头显、手柄、定位器，如图所示。1.

HTCVIVE平台简介

本书所选软件和插件版本如下：Unity2018.4SteamVRPlugin1.2.2VRTK3.3HTCVIVE手柄各按键名称中英文对照如图所示。其中，英文名称将会在VRTK的交互设置脚本里用到。1.

HTCVIVE平台简介2.SteamVRPlugin和VRTK的下载和安装（1）SteamVRPlugin可以通过Unity的AssetStore直接下载和导入。打开Unity软件，通过“Window”→“AssetStore”菜单打开AssetStore，在搜索框中输入插件的名字搜索即可找到。然后单击“下载”按钮，下载完成后在同一个界面里单击“导入”按钮，即可把插件导入工程，导入SteamVRPlugin插件后Unity工程里的文件结构如图所示。其中VRTK已经在上一小节的PPT里介绍了下载地址。2.SteamVRPlugin和VRTK的下载和安装（2）当Unity工程里包含SteamVRPlugin的时候，第一次打开SteamVR时的设置对话框如图所示，单击“AcceptAll”按钮即可完成默认设置。3.HTCVIVE的基本设置在HTC上使用VRTK非常方便，按下面的步骤操作即可完成基本设置工作。（1）新建一个场景，删除其中自带的摄像机。（2）新建一个Plane三维物体，将其放置到坐标原点外，命名为“floor”，作为地板。（3）新建一个空物体，将其放置到坐标原点外，命名为“sdkmanager”，在其上添加VRTK_SDKManager组件。（4）新建一个空物体，将其放置到坐标原点处，命名为“sdksetup”，在其上添加VRTK_SDKSetup组件；在“SDKSelection”里选择VR平台为“SteamVR”。如果没有HTCVIVE设备，这里的SDK也可以选择“Simulator”，这样VRTK就是使用键盘、鼠标来模拟VR的各种操作。3.HTCVIVE的基本设置（5）将SteamVR插件中的CameraRig和SteamVR预设体，如图所示，作为子物体添加到sdksetup物体下。（6）在sdkmanager物体的VRTK_SDKManager组件中单击“AutoPopulate”按钮，将前面设置的SteamVRSDK自动填充进来。（7）为了让头显的高度正常，需要将sdksetup物体的Y坐标值修改为0.5。

经过这些基本设置后，单击运行按钮，即可进入VR场景，通过头显就可以看到虚拟世界。4.HTCVIVE手柄的设置

在虚拟世界的操作大部分是通过HTCVIVE手柄来完成的。通过下面的步骤可以把手柄显示出来，并完成手柄的指向操作。（1）新建空物体，命名为“vrtkscripts”，在其下建立两个空物体作为子物体，分别命名为“leftController”和“rightController”，并将它们拖入sdkmanager物体的VRTK_SDKManager组件的左、右控制器选项里，VRTK_SDKManager中左、右控制器的设置如图所示。这样设置就是告知VRTK哪两个物体是左、右手柄的控制器。4.HTCVIVE手柄的设置

（2）在leftController和rightController物体上都添加VRTK_Pointer和VRTK_StraightPointerRenderer组件。其中，VRTK_Pointer组件的作用是让手柄具备发出射线的功能；VRTK_StraightPointerRenderer组件的功能是以直线的形式来渲染手柄发出的射线。然后，分别将leftController和rightController物体的VRTK_StraightPointerRenderer组件作为参数导入对应的VRTK_Pointer组件的“PointerRenderer”中，指定使用直线渲染的形式，设置手柄的指向渲染器PointerRenderer属性如图所示。此时，运行场景，可以看到两个手柄，但是手柄还不能进行指向操作。因为现在还缺少手柄按键事件的指定。4.HTCVIVE手柄的设置

（3）在leftController和rightController物体上都添加VRTK_ControllerEvents组件，这样两个手柄的按键就有了相应的按键事件；此时再运行场景，并按下手柄的Touchpad键，就可以看到手柄上有射线射出。按下Touchpad键后手柄射出的射线如图所示。

当射线指向带碰撞器的物体时，显示绿色；当射线没有碰到任何物体时，显示红色。5.

移动方式的设置受到追踪器追踪范围和实际场地大小的限制，用户戴着头显在虚拟世界中只能在一个比较小的范围内进行移动，但通常虚拟世界可能都有一个比较大的环境。那么在这个大的虚拟环境中移动，就是必要的基础操作了。一般地，有两种移动形式，一种是瞬间跳转，一种是连续平滑移动。5.

移动方式的设置——瞬间跳转的设置

瞬间跳转，在VRTK中称为Teleport。具体设置方法就是在vrtkscripts物体下添加一个空物体，可以命名为PlayArea，然后为其添加VRTK_BasicTeleport组件，所有属性保持默认设置即可。VRTK_BasicTeleport组件如图所示。5.

移动方式的设置——瞬间跳转的设置

这时的跳转方式就是按住手柄的Touchpad键，发出射线，在射线和地面碰撞后，松开Touchpad键，即可瞬间跳转到碰撞点处。

因为这时使用的射线渲染组件是VRTK_StraightPointerRenderer，所以射线为直线形式。如果使用另一个组件VRTK_BezierPointerRenderer，则射线会变为贝塞尔曲线的形式。手柄发出的贝塞尔曲线形式的射线如图所示。5.

移动方式的设置——连续平滑移动的设置

将VRTK_TouchpadControl组件添加到场景中的CameraRig物体上，并选择leftController或者rightController物体，将其拉入VRTK_TouchpadControl组件的“Controller”中完成设置，如图所示。此时运行场景，按下相应手柄的Touchpad键即可实现在场景中向前、后、左、右平滑移动。6.

可交互物体的设置

在虚拟世界中，实现对物体的触碰、抓取等操作是基本需求之一。这在VRTK中是通过设置交互物体来实现的，具体方法如下。（1）创建几个3D物体，待抓取的物体如图所示。6.

可交互物体的设置（2）对leftController和rightController物体添加VRTK_InteractTouch和VRTK_InteractGrab组件，使手柄具有触碰（Touch）和抓取（Grab）功能。抓取功能的手柄按键默认设置如图所示，抓取功能是使用手柄的Grip键实现的，可以根据需要换成其他的按键。6.

可交互物体的设置（3）选中3D物体，单击“Window”→“VRTK”→“SetupInteractableObject”，保持默认设置，单击按钮“SetupInteractableObject”，即可自动完成所有组件和组件属性设置，使该物体具备和手柄交互的能力。“SetupInteractableObject”对话框如图所示。此时可以运行场景，用手柄触碰物体，物体上会出现边框提示；按住手柄的Grip键，可以抓起物体，松开Grip键，则放下物体。7.

UI的操作UI操作是“屏幕时代”较常见的交互方式，在虚拟现实中，将UI的操作移植过来，用户会感觉比较熟悉，学习VR操作的难度就会降低，从而有利于VR的推广和普及。7.

UI的操作——三维空间中的UI

Unity中的UI元素都是放在Canvas物体下的，由Canvas物体提供UI的总体属性。其中，属性“RenderMode”决定了UI以何种形式进行渲染。Canvas属性中UI渲染模式的选择如图所示，其默认设置是“ScreenSpace–Overlay”，也就是将UI叠加在屏幕上。如果是这样，那么在虚拟现实的三维世界里，UI就只能看，而不能被用户用来进行交互操作。所以这里一般将其设置为“WorldSpace”，也就是将UI元素当作三维虚拟世界里的普通物体来看待。7.

UI的操作——UI位置的调整

调整好渲染模式后，还需要将UI放置到合适的位置。这里可以只调节具体某一个UI元素，也可以将Canvas整体都进行调节。无论是调节哪个层次的物体，都是修改其RectTransform组件中坐标、宽度和高度、比例大小等，UI的RectTransform组件如图所示。调整过后，三维场景中的UI元素如右图所示。7.

UI的操作——UI和HTCVIVE手柄的交互

手柄发射的射线是和UI元素交互的基础。继续给左、右手柄控制器添加两个组件：VRTK_ControllerEvents和VRTK_UIPointer，如图所示。

其中VRTK_ControllerEvents组件使控制器具备了处理事件交互的功能，VRTK_UIPointer组件则设置了手柄控制器上具体哪些按键可通过何种操作来模拟对UI元素的交互。7.

UI的操作——UI和HTCVIVE手柄的交互

配置手柄控制器按键对UI的操作形式如图所示，组件规定了激活射线是通过手柄上的Touchpad键实现的，激活的形式是“HoldButton”，也就是要按住

Touchpad

键不放。射线选取UI元素的形式是按住手柄上的双阶段扳机，单击UI元素则是通过按下双阶段扳机然后放开的方式来实现。7.

UI的操作——UI