來源：映維網(wǎng) 作者 顏昳華

Unity MARS的Simulation（模擬）系統(tǒng)減少了AR應(yīng)用程序開發(fā)的測試時(shí)間，因?yàn)樗軌蛑苯油ㄟ^Unity Editor的Play Mode和Edit Mode提供諸如平面和圖像標(biāo)記檢測等世界理解能力。

在這篇博文中，Unity的Amy DiGiovanni將向我們介紹Simulation系統(tǒng)，以及開發(fā)者可以如何利用這個(gè)工具來快速迭代情景可適應(yīng)的AR體驗(yàn)。下面是映維網(wǎng)的具體整理：

你可以通過Unity MARS輕松創(chuàng)建能夠智能地適應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜AR體驗(yàn)。我們設(shè)計(jì)這個(gè)創(chuàng)作工具是為了解決最常見的三個(gè)AR開發(fā)者痛點(diǎn)：為巨大的潛在數(shù)據(jù)空間進(jìn)行創(chuàng)作；針對真實(shí)場景進(jìn)行迭代和測試；以及提供能夠響應(yīng)環(huán)境的應(yīng)用程序。

通過在Unity Editor中啟用預(yù)覽AR設(shè)備如何應(yīng)對物理環(huán)境的測試，Simulation能夠解決迭代時(shí)間問題。Simulation有助于針對模擬真實(shí)世界或直接是真實(shí)世界的各種環(huán)境進(jìn)行測試。這能夠幫助你更容易創(chuàng)建自適應(yīng)和可訪問的應(yīng)用和體驗(yàn)。結(jié)合Unity MARS的代理和條件匹配系統(tǒng)，Simulation有助于創(chuàng)作者推動(dòng)空間計(jì)算的發(fā)展。

作為一個(gè)系統(tǒng)，Simulation可以分解成兩個(gè)概念不同，但可以彼此合作的核心功能，從而大大減少迭代時(shí)間：

在Edit Mode下單獨(dú)預(yù)覽場景的執(zhí)行。在Editor中設(shè)置一個(gè)環(huán)境場景，并基于所述環(huán)境提供AR數(shù)據(jù)。

下面我們將詳細(xì)介紹它們是如何提升AR開發(fā)過程。

1. 執(zhí)行預(yù)覽

Simulation允許你在Edit Mode中預(yù)覽場景的執(zhí)行，并提供對表示真實(shí)世界對象的靈活代理在真實(shí)世界中的行為的即時(shí)理解。在執(zhí)行預(yù)覽過程中，Simulation將活動(dòng)場景中的游戲對象復(fù)制到一個(gè)稱為“Content Scene/內(nèi)容場景”的預(yù)覽場景中，并在Content Scene中的每個(gè)Monobhavior設(shè)置runInEditMode flag。關(guān)于如何編寫與Simulation場景預(yù)覽兼容的MonoBehaviours，請參見這個(gè)Unity MARS文檔。

利用Simulation視圖，你可以單獨(dú)地與這個(gè)場景執(zhí)行預(yù)覽進(jìn)行交互。Simulation視圖是一個(gè)自定義的場景視圖，它從第三者角度或從camera視角顯示在環(huán)境場景渲染的內(nèi)容場景。

在Unity MARS中，Simulation預(yù)覽的默認(rèn)行為是以Instant Mode運(yùn)行。在這種模式下，整個(gè)執(zhí)行過程發(fā)生在單個(gè)幀上，其中Unity MARS會(huì)嘗試同時(shí)根據(jù)所有數(shù)據(jù)匹配代理。盡管這種行為并不現(xiàn)實(shí)，但在定義代理及其條件時(shí)可以提供即時(shí)反饋。

你同時(shí)可以手動(dòng)啟動(dòng)和停止Continuous Mode預(yù)覽。這個(gè)模式比較類似于Play Mode，即內(nèi)容場景中的行為逐幀運(yùn)行，直到預(yù)覽停止。應(yīng)用程序在Continuous Mode中的交互和行為有限，因?yàn)橹T如物理和輸入等Unity系統(tǒng)只支持Play Mode。Continuous Mode預(yù)覽有助于查看應(yīng)用程序如何響應(yīng)隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)，并同時(shí)快速修改場景。

Simulation系統(tǒng)跟蹤內(nèi)容場景相對于活動(dòng)場景的狀態(tài)，并在你進(jìn)行更改時(shí)保持最新狀態(tài)。如果對副本在內(nèi)容場景中運(yùn)行的對象進(jìn)行任何屬性修改，Simulation將接收所述更改并指示它不同步。這意味著在重新同步之前，最新的更改不會(huì)應(yīng)用于預(yù)覽。在重新同步過程中，Simulation會(huì)銷毀內(nèi)容對象，并用活動(dòng)場景中的新副本替換它們，然后開始運(yùn)行新副本。

Simulation有一個(gè)自動(dòng)重新同步預(yù)覽的選項(xiàng)，所以你可以在代理上進(jìn)行迭代，并立即在模Simulation圖中看到更改。結(jié)合Unity MARS的視覺創(chuàng)作功能，這一功能尤其強(qiáng)大，因?yàn)樗粌H適用于標(biāo)準(zhǔn)場景視圖，同時(shí)適用于Simulation視圖。你可以在環(huán)境的情景中更改代理?xiàng)l件，并立即看到調(diào)整條件參數(shù)如何更改結(jié)果。對于復(fù)制成本高昂的大型復(fù)雜場景，建議你禁用自動(dòng)同步選項(xiàng)，并在必要時(shí)手動(dòng)重新同步。

2. Simulation如何提供AR數(shù)據(jù)

環(huán)境構(gòu)造是Simulation的基礎(chǔ)。環(huán)境是一組獨(dú)立于在Simulation中運(yùn)行的應(yīng)用內(nèi)容的對象。實(shí)際上，環(huán)境是一個(gè)具有獨(dú)立物理和照明的場景。這種分離的存在使得Editor中的測試可以盡可能地接近AR設(shè)備測試，因?yàn)榄h(huán)境可以在Editor中充當(dāng)真實(shí)世界。

數(shù)據(jù)提供器是環(huán)境和內(nèi)容之間的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。與其他類型的AR數(shù)據(jù)提供器一樣，Simulation提供器與應(yīng)用程序內(nèi)容一起存在，但它們可以訪問環(huán)境中的信息。為了支持執(zhí)行預(yù)覽，提供器必須同時(shí)兼容Play Mode和Edit Mode。Simulation提供器可以通過多種方式來使用環(huán)境信息并提供數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)源主要有三類：合成、錄制和實(shí)時(shí)。

2.1 合成數(shù)據(jù)

合成數(shù)據(jù)是人為創(chuàng)建的，而不是根據(jù)真實(shí)世界事件生成的數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)來自于在環(huán)境場景中實(shí)例化的預(yù)置。Unity MARS提供了一組默認(rèn)的環(huán)境預(yù)設(shè)，包括房間、建筑和室外空間。你同時(shí)可以創(chuàng)建自己的模擬環(huán)境。

我們已經(jīng)在運(yùn)動(dòng)追蹤、地理定位、平面定位、點(diǎn)云檢測、圖像標(biāo)記檢測和光照估計(jì)等方面推出了具有合成AR功能的Simulation。大多數(shù)數(shù)據(jù)都是由環(huán)境預(yù)置中的合成對象即時(shí)提供。

Simulation同時(shí)可以通過模擬數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)過程來為運(yùn)動(dòng)追蹤、點(diǎn)云檢測和平面查找創(chuàng)建數(shù)據(jù)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)過程會(huì)根據(jù)環(huán)境預(yù)置的內(nèi)容（模擬的“真實(shí)世界”）和主camera（模擬的“設(shè)備”）的狀態(tài)來動(dòng)態(tài)提供數(shù)據(jù)。為了在移動(dòng)設(shè)備模擬數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，我們只在camera移動(dòng)時(shí)檢測數(shù)據(jù)，并且只使用camera視錐內(nèi)的部分環(huán)境來增加我們對世界的模擬理解。

2.2 錄制數(shù)據(jù)

Simulation可以通過播放AR會(huì)話的記錄來提供數(shù)據(jù)。所述記錄可以使用即將發(fā)布的Unity MARS app或使用Simulation本身進(jìn)行創(chuàng)建。Unity MARS同時(shí)提供人臉追蹤數(shù)據(jù)的樣本記錄。

錄制的會(huì)話數(shù)據(jù)存儲在Timeline asset中，其中每種類型的數(shù)據(jù)都有一個(gè)track。環(huán)境中的Playable Director播放會(huì)話錄制Timeline，而應(yīng)用程序內(nèi)容中的提供器對象綁定到數(shù)據(jù)track，以便它們能夠提供實(shí)際數(shù)據(jù)。有關(guān)會(huì)話記錄對象的更多信息，請參見這個(gè)Unity MARS文檔。

因?yàn)闀?huì)話記錄是用Timeline表示，所以你可以像處理其他Timeline一樣使用它們。例如，你可以修改循環(huán)行為或調(diào)整數(shù)據(jù)track的內(nèi)容。

對于Edit Mode，你可以在Timeline窗口中清除錄制內(nèi)容。但需要注意的是，代理系統(tǒng)和其他Unity MARS行為不能及時(shí)向后運(yùn)行，所以Simulation系統(tǒng)會(huì)將時(shí)間清除視為需要重新同步執(zhí)行預(yù)覽的更改。當(dāng)執(zhí)行重新啟動(dòng)時(shí)，錄制將重新開始，而且為了趕上新的時(shí)間，執(zhí)行將以更快的時(shí)間尺度運(yùn)行。有關(guān)如何編寫與時(shí)間重新同步兼容的行為，請參閱這個(gè)Unity MARS文檔。

2.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

這種數(shù)據(jù)來自實(shí)時(shí)的、真實(shí)的事件。Simulation能夠通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭設(shè)備提供實(shí)時(shí)攝像頭圖像。本例中的環(huán)境包括視頻播放器對象和camera image quad，而應(yīng)用程序內(nèi)容中的數(shù)據(jù)提供器會(huì)提供原始紋理。注意，從所述紋理獲取人臉追蹤數(shù)據(jù)需要第三方許可。

3. 抽象層

Unity MARS可以使用AR Foundation、Simulation或自定義提供器提供的數(shù)據(jù)。所有這些數(shù)據(jù)都經(jīng)過一個(gè)抽象層，其中所述抽象層包括代理匹配系統(tǒng)使用的Unity MARS數(shù)據(jù)庫，以及一個(gè)用于一般AR功能的層。這樣，應(yīng)用內(nèi)容和使用相關(guān)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)就不需要知道數(shù)據(jù)來自于哪個(gè)設(shè)備，或者數(shù)據(jù)是否來自于Simulation。

我們知道Simulation對AR開發(fā)而言是一個(gè)強(qiáng)大的通用工具。我們很高興宣布，在今年晚些時(shí)候，Unity MARS用戶無需代理系統(tǒng)即可使用Simulation系統(tǒng)。通過將Simulation作為自己的XR子系統(tǒng)，你將能夠利用中Edit Mode預(yù)覽的優(yōu)勢和Editor中的AR功能，從而為你的XR項(xiàng)目增加靈活性和模擬支持。當(dāng)然，所有的Unity Mars功能（包括Simulation）將一如既往地支持AR Foundation。

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