來源：映維網(wǎng)

從《星際迷航》的全息甲板到《銀翼殺手》的全息投影，人類對(duì)混合現(xiàn)實(shí)的浪漫幻想從未止息。隨著科技的不斷進(jìn)步，我們?cè)趯?shí)現(xiàn)所述愿景方面已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。實(shí)際上，利用微軟的HoloLens，F(xiàn)acebook的Oculus Quest，以及蘋果的ARKit等工具，社區(qū)正在為靠近這個(gè)科幻未來而進(jìn)行一系列的探索與拓荒。

日前，F(xiàn)anbank（專注于為中小商家提供用于在線銷售，個(gè)性化定價(jià)和自動(dòng)化客戶忠誠(chéng)度管理的SaaS解決方案商）的首席技術(shù)官斯科特·蓋耶（Scott Geye）就通過博文介紹了他是如何用Quest和Unity等工具制作了一個(gè)炫酷的混合現(xiàn)實(shí)公寓。他表示，希望自己的分享能夠鼓勵(lì)大家天馬行空地進(jìn)行創(chuàng)新和嘗試。下面是映維網(wǎng)的具體整理：

我的混合現(xiàn)實(shí)公寓

1. 如何用Oculus Quest和Unity創(chuàng)建一個(gè)混合現(xiàn)實(shí)游樂場(chǎng)

在過去的數(shù)年里，我越來越迷戀下一個(gè)通用計(jì)算平臺(tái)是什么。同時(shí)，我越來越對(duì)這個(gè)未來所需的時(shí)間感到沮喪。作為一名軟件工程師，我只想開發(fā)出酷炫的產(chǎn)品，但我只能使用已有數(shù)十年歷史的技術(shù)，或尚屬于萌芽階段、可能永遠(yuǎn)無法突破的新平臺(tái)。我希望開發(fā)出驚人的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)/混合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序，而我只需一副價(jià)格合適，視場(chǎng)寬廣，雙手/世界追蹤能力強(qiáng)的輕型AR眼鏡。我可是在看著你哦，蘋果和Facebook。

但目前可用的只有位于沉浸式頻譜一端的移動(dòng)AR，以及位于另一端的VR頭顯（除非你愿意花一大筆錢購(gòu)買少有人能承受的設(shè)備）。當(dāng)談到在所述平臺(tái)構(gòu)建軟件時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)很難實(shí)現(xiàn)酷炫的游戲和新奇的體驗(yàn)。當(dāng)我的想象力被手機(jī)屏幕的方框，或頭顯與周圍環(huán)境的斷離所粉碎時(shí)，我放棄過不止一個(gè)原型。

所以，當(dāng)我“耐心地”等待新一代設(shè)備上市時(shí)，我決定先使用現(xiàn)有的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)我理想中的功能：Oculus Quest。我想看看將現(xiàn)實(shí)公寓映射成一個(gè)虛擬副本是否能給我一種真正的混合現(xiàn)實(shí)感，并允許我有效地“試用”當(dāng)今硬件所無法支持的應(yīng)用程序。

在這篇教程中，我將向你介紹我是如何一比一地映射真實(shí)公寓，并在Unity中制作虛擬版本所有步驟。我喜歡用Mac，所以一切都將以Mac為中心，但同樣的步驟應(yīng)該適用于Windows的Unity。如果你是一名Unity新手，甚至不是開發(fā)者，請(qǐng)不要擔(dān)心，因?yàn)橄嚓P(guān)步驟不涉及編碼，所以像這樣的項(xiàng)目是一個(gè)非常棒的學(xué)習(xí)方式。

在后面的教程中，我將使用我們?cè)谶@里構(gòu)建的平臺(tái)來探索將物理和虛擬相結(jié)合的新應(yīng)用程序。特別感謝格雷格·麥迪遜（Greg Madison）和昆汀·瓦倫博伊斯（Quentin Valembois）給我的靈感，以及幫助我開始的訣竅。

2. 測(cè)量和繪制你的平面圖

下面開始吧。如果你擁有房間的詳細(xì)平面圖，你已經(jīng)領(lǐng)先一步。否則，你只能像我一樣自行測(cè)量每一堵墻壁。傳統(tǒng)的卷尺并不能解決所有問題，而諸如iOS搭載的AR測(cè)量應(yīng)用同樣沒有給我?guī)砗眠\(yùn)。最后我購(gòu)買了一個(gè)激光測(cè)量設(shè)備，并嘗試在更遠(yuǎn)的距離獲得更高的精度。這個(gè)裝置和廣告描述一樣，但我發(fā)現(xiàn)最大的問題是，墻壁并不像我預(yù)期的那樣筆直。不僅墻壁之間不是完全垂直，甚至墻壁本身都是呈現(xiàn)一定的波浪狀，而這影響了激光的讀取掃描（專業(yè)提示：要獲得更佳的視線，你可以在激光和墻壁之間放置書籍）。最后我選擇了結(jié)合激光測(cè)量和傳統(tǒng)卷尺，并降低了我對(duì)完美的期望。一旦獲得了可用于Unity的基本模型，你就可以進(jìn)行虛擬漫游，并在需要的地方進(jìn)行調(diào)整。

測(cè)量時(shí)，你可以使用任何二維繪圖程序（我用的是Graphic），甚至是老式的繪圖紙來繪制平面圖。當(dāng)我們將平面圖輸入到Unity時(shí)，我們需要確保比例正確。在現(xiàn)實(shí)世界中，一個(gè)單位等于1米，所以我建議用厘米進(jìn)行測(cè)量，然后選擇一個(gè)比例尺來繪制，這樣得到的圖像不會(huì)太大（如1個(gè)像素等于1厘米）。即使你的房間很長(zhǎng)，你都要確保畫布的尺寸是一個(gè)完美的正方形。因?yàn)閷⒁粋€(gè)正方形映射到Unity對(duì)象會(huì)更加容易。

我的公寓的2D平面圖

當(dāng)完全畫好房間后，你還需要在平面圖之外畫一條100厘米的線。稍后我們會(huì)使用這條線來幫助我們正確縮放平面圖。

現(xiàn)在將平面圖導(dǎo)出為PNG，然后仔細(xì)檢查文件，確保背景為白色且不透明。當(dāng)我們進(jìn)入三維建模步驟時(shí)，這會(huì)令一切變得更簡(jiǎn)單。

3. 設(shè)置Unity以進(jìn)行VR開發(fā)

如果這是你第一次建立虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目，建議你遵循這個(gè)教程進(jìn)行設(shè)置。完成教程后，你應(yīng)該已經(jīng)完成以下操作：

安裝了Unity（如果這是你第一次安裝）創(chuàng)建了一個(gè)項(xiàng)目安裝了Oculus Integration配置了XR支持在 Oculus Developer Portal中創(chuàng)建了一個(gè)應(yīng)用程序在開發(fā)者模式下設(shè)置你的任務(wù)在設(shè)備生成并運(yùn)行一個(gè)示例項(xiàng)目

其中有一些繁瑣而費(fèi)時(shí)的步驟，但一旦完成，你的項(xiàng)目和你的Quest就算是為本教程的其余部分做好了準(zhǔn)備。

4. 在Unity繪制平面圖

打開Project視圖并將平面圖文件拖放到“Assets”文件夾中，或通過右鍵單擊“Assets”文件夾來執(zhí)行導(dǎo)入。

接下來，創(chuàng)建一個(gè)新材質(zhì)并將其命名為Floor Plan。然后單擊材質(zhì)Inspector的Albebo，并從文件選擇器中選擇平面圖圖像。

現(xiàn)在在場(chǎng)景中創(chuàng)建一個(gè)新平面，如有必要，調(diào)整平面，使頂部朝向Y方向。將新的平面圖材質(zhì)拖到平面上方以進(jìn)行應(yīng)用。現(xiàn)在你應(yīng)該可以在場(chǎng)景中看到平面圖。

接下來創(chuàng)建一個(gè)新的立方體。默認(rèn)情況下，立方體在每個(gè)維度上的比例都是1米，我們將它作為參考來正確縮放平面圖。將立方體移到我們先前在平面圖上繪制的1米線旁邊，然后縮放平面圖，令1米線與立方體的邊緣相匹配。

現(xiàn)在你的平面圖已經(jīng)正確縮放，我們需要將二維線圖轉(zhuǎn)換為三維對(duì)象。我建議使用Unity的ProBuilder來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。這是一個(gè)易于學(xué)習(xí)的簡(jiǎn)單工具，它提供了大量?jī)?yōu)秀的功能，當(dāng)我們后面想要對(duì)房間中更復(fù)雜的部分建模時(shí)，我們就可以進(jìn)行使用。下面我們?cè)O(shè)置ProBuilder。這里有一個(gè)介紹基礎(chǔ)知識(shí)的入門視頻。

從ProBuilder菜單選擇New Poly Shape，并在每個(gè)角圍繞房間的周長(zhǎng)單擊，從而為與平面圖匹配的新形狀創(chuàng)建頂點(diǎn)。連接完所有墻壁后，你可以單擊“Edit Poly Shape”以拉直任何不適當(dāng)?shù)木€。

我們現(xiàn)在可以將二維平面圖轉(zhuǎn)換為三維房間。選定新形狀后，可以通過在“Extrusion”字段的Inspector中輸入與房間高度（以米為單位）相匹配的新值，然后進(jìn)行拉伸形狀（我的房間是2.8）?，F(xiàn)在你應(yīng)該會(huì)看到一個(gè)從外觀像是你房間的實(shí)體。

擠型后的平面圖

默認(rèn)情況下，Unity渲染從對(duì)象外部反彈的光，但我們希望像在內(nèi)部一樣查看對(duì)象。我們不必重建單獨(dú)的對(duì)象來表示墻壁、地板和天花板，我們只需在Inspector中勾選Flip Normals即可。這將繪制對(duì)象的內(nèi)部，而現(xiàn)在我們可以在房間對(duì)象中放置camera、照明和對(duì)象，并從內(nèi)部看到它的樣式。

翻轉(zhuǎn)法線的擠型平面圖

5. 對(duì)齊頭顯在真實(shí)世界的位置和虛擬世界的位置

這成為了最棘手的部分，因?yàn)槟銦o法提前保證頭顯在物理空間中的位置與camera在虛擬空間中的位置相匹配。

這里涉及大量的猜測(cè)和檢查，所以你要做的第一件事就是關(guān)閉Oculus Quest的防護(hù)系統(tǒng)，這樣你就可以在房間里自由走動(dòng)。只需戴上頭顯，導(dǎo)航到設(shè)置中的開發(fā)者菜單，然后關(guān)閉防護(hù)系統(tǒng)。

禁用這個(gè)選項(xiàng)將允許你在房間中漫游

回到Unity，進(jìn)入你的Assets中的Oculus文件夾，在VR/Prefabs下找到OVRCameraRig并將其拖動(dòng)到場(chǎng)景中。你需要把camera放在一個(gè)允許你在真實(shí)房間里放下的位置。我選擇了把camera放在兩堵墻相交的角落，這樣我就可以把頭顯的正面靠近墻壁，并將頭顯的中心與墻角對(duì)齊。你可以使用游戲camera的視圖來更好地查看頭顯的實(shí)際位置。

選擇一個(gè)可以安放頭顯的地方

這解決了兩個(gè)維度，但對(duì)于高度，請(qǐng)嘗試將camera設(shè)置為比地面稍低一點(diǎn)（我使用的Y值為-2.8）。不管怎樣，在測(cè)試場(chǎng)景時(shí)我們都必須調(diào)整所有三個(gè)維度。

現(xiàn)在是關(guān)鍵的時(shí)刻。請(qǐng)插入頭顯，并開始你的項(xiàng)目。當(dāng)你第一次戴上頭顯時(shí)，camera就在你放到地板的位置（即便那可能不是物理頭顯所在的位置）。摘下頭顯，將其放到與虛擬camera匹配的位置。然后拿起右手控制器，按住Oculus按鈕。這將重置視圖并對(duì)齊物理頭顯與虛擬camera。頭顯現(xiàn)在將從正確的位置開始追蹤，當(dāng)戴上它時(shí)，你應(yīng)該該能被映射到房間的正確虛擬位置。順利的話，一切都能很好地結(jié)合在一起，而且你會(huì)感覺自己仿佛正在通過頭顯瀏覽你的房間，只是沒有家具。

接下來，你需要按照本教程將控制器模型和手部追蹤添加到場(chǎng)景中。一旦完成所述設(shè)置，你就可以重新運(yùn)行項(xiàng)目，重新調(diào)整頭顯，并用雙手去感覺物理和虛擬映射之間的差異。你需要對(duì)camera的位置進(jìn)行一定的調(diào)整，從而確保一切都盡可能地對(duì)齊。當(dāng)你在房間里走來走去時(shí)，你可能會(huì)注意到有些墻壁的位置不正確，這時(shí)你可以使用ProBuilder進(jìn)行調(diào)整和重新測(cè)試。

6. 裝飾房間

現(xiàn)在是有趣的地方：讓你的虛擬房間看起來更像是你的物理房間。我建議你無需過分追求100%精確，因?yàn)槟憧赡軙?huì)在不必要的地方浪費(fèi)太多時(shí)間，比如照明設(shè)備、門把手和垃圾箱。我同時(shí)認(rèn)為，裝飾一些不可能存在但更容易建模的物品會(huì)更容易和更有趣，并進(jìn)一步說明虛擬世界的可能性。例如，我制作了一臺(tái)120英寸的電視。

Unity Assets Store中有非常多可用于沙發(fā)，桌子和椅子等基本物品的優(yōu)秀免費(fèi)asset。它們可能與你房間里的物品不完全匹配，但一旦正確地縮放，它們應(yīng)該足夠接近，難以區(qū)分，不會(huì)影響我們以后要構(gòu)建的任何一切。

我把最重要的家具和最重要的物品放在房間里：沙發(fā)。你會(huì)注意到，當(dāng)向場(chǎng)景添加預(yù)構(gòu)建資源時(shí)，它們的比例可能不正確。根據(jù)構(gòu)建模型時(shí)的比例，有時(shí)它們會(huì)太大，有時(shí)則會(huì)太小。

為了幫助獲得正確的比例，我們將使用虛擬空間中的立方體作為指導(dǎo)。首先，測(cè)量真實(shí)世界物體的最長(zhǎng)尺寸。對(duì)于我的沙發(fā)，我測(cè)量從地板到沙發(fā)后背頂部的距離，從每個(gè)靠手外側(cè)到沙發(fā)的距離，以及從后到前的距離。

一旦獲得了所有的測(cè)量數(shù)據(jù)，我們就可以創(chuàng)建一個(gè)全新的立方體，并對(duì)它進(jìn)行縮放以匹配我們的測(cè)量。現(xiàn)在，將一個(gè)家具包中的預(yù)制件拖到場(chǎng)景中，并將其放置在立方體內(nèi)部。使用Rect Tool更改尺寸以匹配立方體的尺寸（你可能需要選擇子對(duì)象并在單個(gè)方向進(jìn)行調(diào)整）。

當(dāng)你的對(duì)象在所有維度對(duì)齊立體放后，你就可以刪除虛擬場(chǎng)景中的立方體和對(duì)象位置。

現(xiàn)在，你需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同墻壁之間的距離，從而評(píng)估將對(duì)象放置在虛擬空間中的位置。同樣，一旦獲得了正確的測(cè)量，你可以在這里使用一個(gè)立方體作為放置對(duì)象的指導(dǎo)。當(dāng)開始設(shè)置更多的對(duì)象時(shí)，你就可以相對(duì)地進(jìn)行定位，甚至可以用眼睛觀察判斷位置，以便快速完成任務(wù)。

最后，我用商店里的預(yù)制資產(chǎn)來制作家具，廚房里的櫥柜，甚至是壁爐里的火。我用ProBuilder建立了我的吧臺(tái)區(qū)域，只留下了我的水槽和烤箱，因?yàn)槲疫€有更多有趣的物品可以放在場(chǎng)景中。在空墻位置，我用ProBuilder嵌入墻面，突出我的陽(yáng)臺(tái)、壁爐、窗戶和幾個(gè)壁龕。在房間中設(shè)置了點(diǎn)光源后，我同事可以刪除默認(rèn)的定向光源，從而使房間的照明更加真實(shí)。

我完成的虛擬公寓的俯視圖*

7. 捕獲并排視頻

如果你已經(jīng)來到這一步，恭喜你。下面這部分屬于可選項(xiàng)，但以防你想展示自己的作品，我想快速過一遍我是如何制作上述視頻。Quest內(nèi)置視頻捕獲功能，所以真正困難的部分是把智能手機(jī)綁到頭顯，并點(diǎn)擊兩臺(tái)設(shè)備的錄制按鈕。

我決定進(jìn)行DIY，只使用幾條橡皮筋。把每條橡皮筋穿過頭顯側(cè)面的頭帶，然后繞著頭顯前端起拉，并使其穿過另一側(cè)的尼龍頭帶。

沒什么特別高大上的工具，但非常管用

將智能手機(jī)滑入橡皮筋和頭顯之間，確保頭顯垂直對(duì)齊（水平對(duì)齊可能會(huì)鎖定手機(jī)并切斷錄制和格擋頭顯攝像頭）。確保橡皮筋不會(huì)遮住你的Quest攝像頭，然后在你的智能手機(jī)點(diǎn)擊“錄制”，戴上頭顯，在Quest中點(diǎn)擊錄制。我錄制的視頻時(shí)有點(diǎn)不穩(wěn)定，但最終的視頻效果很好。

我用這個(gè)工具把Quest視頻放到我的筆記本電腦，然后用iMovie將這兩個(gè)視頻剪輯并拼接在一起。這兩個(gè)視頻的縱橫比和透視圖都有很大的不同，所以你必須仔細(xì)對(duì)比并選擇最佳的結(jié)果。我非常期待著看你所創(chuàng)建的內(nèi)容。

8. 下一步

我們現(xiàn)在已經(jīng)擁有了一個(gè)基本的混合現(xiàn)實(shí)平臺(tái)。我很高興能開始實(shí)現(xiàn)一些，我已經(jīng)構(gòu)思了一段時(shí)間但從未嘗試過的想法。有些純粹是UI概念。但我真的非常好奇自己是想如何與物理對(duì)象交互，以及什么樣的控制和交互最為有效。對(duì)于這種對(duì)原型制作非常有趣環(huán)境，我對(duì)只能存在其中的應(yīng)用同樣有一些想法。

我會(huì)盡我最大的努力來記錄我所做的一切。希望我所構(gòu)建的內(nèi)容能夠鼓勵(lì)你去實(shí)現(xiàn)你自己的想法，因?yàn)閷?duì)于即將到來的未來，我們都只是摸著石頭過河。

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