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走进秋风,寻找秋天的落叶

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体感Kinect结合Unity3D引擎开发虚拟现实AR

2022-07-08 星期五 / 0 评论 / 0 点赞 / 39 阅读 / 13527 字

2015年的第一场源创会,由 @爱吃鱼的猫大哥做了一篇虚拟现实—我们能做的其实很多的猪蹄,主要介绍了增强现实框架-MetaioSDK开发包,我想大家对于这个主题肯定吃的还不够过瘾,那么今天就在来点猛料

        2015年的第一场源创会,由 @爱吃鱼的猫大哥 做了一篇虚拟现实—我们能做的其实很多的猪蹄,主要介绍了增强现实框架-MetaioSDK开发包,我想大家对于这个主题肯定吃的还不够过瘾,那么今天就在来点猛料,满足大家欲望!由于公司业务需要,我也用这个sdk做过Android上一个虚拟现实app小例子,毕竟收费,有一些功能不付费体验不到,在加上后面跟上需要做一个大型户外体验的虚拟项目,综合考虑选择微软体感Kinect结合Unity3D引擎开发虚拟现实AR! @红薯 是不是后面考虑让我参加一期嘉宾演讲了,哈哈!废话不多扯,直接上干货!

       首先上好猪蹄和各种佐料:

       

        大概的流程:Kinect打开之后运行,unity通过绑定的脚本会首先获取RGB流和Depth流,以及骨骼数据(主要为识别手势和人多位置做准),其次通过脚本获取各种手势,以及位置,比如SwipeRight没右手挥动一次,就会切换一个例子场景直接与实时拍摄的场景完美融合(效果图稍后呈上),包括RaiseRightHand会出现流星撞地面,感觉像世界末日的感觉。最后就是同时利用unity的GuiTexture实时显示RGB流!说了那么多先上一张效果图感受下激情摧毁办公室:

     好了,材料准备好了,该看的都看了,接下来重点来了,就是放干货一步一步看看怎么做出来:

       第一步,也是最重要的一步,就是实现3D模型显示在平面2D图片上面,这个用unity真的很方便,首先需要添加一个摄像机Camera,并在摄像机Depth属性设置为-1,在MainCamera设置为0,说明背景层是最深,其他model所在的相机的Depth是0,这样确保3D模型在背景的前面!这里面有一点需要注意的就是一定要保证MainCamera和所有的模型的layer都在Defaule层!(在这里不得不说unity真的很方便)!

      在第一步基础上,第二步实现把Kinect获得RGB流显示出来,这个如果大家不会封装可以利用Kinect结合Unity3D引擎开发体感游戏(一) 里面的卡耐基梅隆的kinectWrapper.unitypackage,我这个就是在这个基础上修改的拓展了不少新功能,目前可以支持KinectSdk1.8版本!如果你比较熟悉unity,可以这样做:

   注:kinect封装脚本代码过多,这里接贴出一些关键点,不是很清楚,可以看卡耐基梅隆包,里面实现方法都差不多

void Update () {KinectManager manager = KinectManager.Instance;//RGB流封装在这个脚本里面		if(manager && manager.IsInitialized())		{		        //利用GetUsersClrTex()函数获得Texture2D的RGB流!			this.renderer.material.mainTexture = manager.GetUsersClrTex();			/*******************在KinectManager脚本里面函数实现*********************/ public Texture2D GetUsersClrTex()    { 	return usersClrTex;    }/*******************************************/

到了这一步,就可以把这个脚本直接绑定到Plane对象!这个时候RGB流就显示出来了!如果你和我一样用plane对象,有一个地方需要注意,就是它的属性的Tiling的x设置为-1(这里在扯一句废话,不清楚的可以先了解下unity怎么用,在来看可能更快)。

     第三步,在第二步基础上,绑定Tornado(龙卷风)模型,绑定这个模型是为了让Tornado跟着人一起平移运动,人道哪里,Tornado就跟随着!直接看代码:

     

void Update () 	{		KinectManager manager = KinectManager.Instance;		if(manager && manager.IsInitialized())		{			this.renderer.material.mainTexture = manager.GetUsersClrTex();					int iJointIndex = (int)TrackedJoint;						if(manager.IsUserDetected())			{		    uint userId = manager.GetPlayer1ID();				    if(manager.IsJointTracked(userId, iJointIndex))			{			//获得需要绑定骨骼点的X,Y,Z坐标,绑定Tornado		      Vector3 posJoint = manager.GetRawSkeletonJointPos(userId, iJointIndex);		      Vector2 posDepth = manager.GetDepthMapPosForJointPos(posJoint);			      Vector2 posColor = manager.GetColorMapPosForDepthPos(posDepth);							      float scaleX = (float)posColor.x / KinectWrapper.Constants.ImageWidth;		float scaleY = 1.0f - (float)posColor.y / KinectWrapper.Constants.ImageHeight;				                      Vector3 localPos = new Vector3(scaleX * 10f - 5f, 0f, scaleY * 10f - 5f);		      Vector3 vPosOverlay = transform.TransformPoint(localPos);					                                        //保证Tornado一直是水平移动					if(OverlayObject)					{						double num_y = -11.9;						double num_z = -4.52;						vPosOverlay.y = (float)num_y;						vPosOverlay.z = (float)num_z;						OverlayObject.transform.position = vPosOverlay;					}				}							}					}	}

这里在扯一句废话,这个代码编辑,有很大的提高空间!

      第四步,这个让Tornado已经随人一起移动,接下来实现RaiseRightHand和SwipeRight切换粒子场景,直接上代码

//这个就是手势判定产生动作切换场景代码if(slideChangeWithGestures && gestureListener)			{				if(gestureListener.IsSwipeLeft())				{					m_CurrentElementIndex++;					m_CurrentParticleIndex = 0;					ShowParticle();					RotateToNext();				}				else if(gestureListener.IsSwipeRight())				{					m_CurrentElementIndex++;					m_CurrentParticleIndex = 0;					ShowParticle();					RotateToPrevious();				}				else if(gestureListener.IsRaiseRightHand())				{					m_CurrentElementIndex = 6;;					m_CurrentParticleIndex = 0;					ShowParticle();					RotateToPrevious();				}				else if(gestureListener.IsRaiseLeftHand())				{					m_CurrentElementIndex = 7;					m_CurrentParticleIndex = 0;					ShowParticle();					RotateToPrevious();				}	}

那么里面的ShowParticle() 函数和  RotateToPrevious()函数的作用分别是:

ShowParticle() :主要切换显示不同场景粒子效果,比如Rain、Snow、Lighting等效果。上实现代码:

#region Functions	void ShowParticle()	{		if(m_CurrentElementIndex == 6 && m_CurrentElementIndex == 7)		{			;		}		else if(m_CurrentElementIndex<0)		{			m_CurrentElementIndex = 5;		}				if(m_CurrentElementIndex==0)		{			music.Stop();			m_CurrentElementList = m_PrefabListFire;			m_ElementName = "FIRE";			music.PlayOneShot(theSound);			//music.Play(); 		}		else if(m_CurrentElementIndex==1)		{			music.Stop();			m_CurrentElementList = m_PrefabListWater;			m_ElementName = "WATER";			music.PlayOneShot(theSound);			//music.Play(); 		}		else if(m_CurrentElementIndex==2)		{			music.Stop();			m_CurrentElementList = m_PrefabListWind;			m_ElementName = "WIND";			music.PlayOneShot(theSound);			//music.Play(); 		}		else if(m_CurrentElementIndex==6)		{			music.Stop();			m_CurrentElementList = m_PrefabListEarth;			m_ElementName = "EARTH";			music.PlayOneShot(theSound);			//music.Play(); 		}		else if(m_CurrentElementIndex==3)		{			music.Stop();			m_CurrentElementList = m_PrefabListThunder;			m_ElementName = "THUNDER";			//music.PlayOneShot(theSound);			music.Play(); 		}		else if(m_CurrentElementIndex==4)		{			music.Stop();			m_CurrentElementList = m_PrefabListIce;			m_ElementName = "ICE";			music.PlayOneShot(theSound);			//music.Play(); 		}		else if(m_CurrentElementIndex==5)		{			music.Stop();			m_CurrentElementList = m_PrefabListLight;			m_ElementName = "LIGHT";			music.PlayOneShot(theSound);			//music.Play(); 		}		else if(m_CurrentElementIndex==7)		{			music.Stop();			m_CurrentElementList = m_PrefabListDarkness;			m_ElementName = "DARKNESS";			music.PlayOneShot(theSound);			//music.Play(); 		}		if(m_CurrentElementIndex == 5 || m_CurrentElementIndex == 6 || m_CurrentElementIndex == 7)		{			m_CurrentElementIndex = 0;		}				if(m_CurrentParticleIndex>=m_CurrentElementList.Length)		{			m_CurrentParticleIndex = 0;		}		else if(m_CurrentParticleIndex<0)		{			m_CurrentParticleIndex = m_CurrentElementList.Length-1;		}				m_ParticleName = m_CurrentElementList[m_CurrentParticleIndex].name;				if(m_CurrentParticle!=null)		{			DestroyObject(m_CurrentParticle);		}		m_CurrentParticle = (GameObject) Instantiate(m_CurrentElementList[m_CurrentParticleIndex]);		music.volume = musicVolume; 	}	#endregion {Functions}

RotateToPrevious():主要也是切换场景,不过不是粒子,是为了切换一个立方体,以提示切换场景成功信号(主要是考虑用户体验性)!还是上代码吧!

private void RotateToNext()	{		tex = (tex + 1) % maxTextures;				if(!isBehindUser)		{			side = (side + 1) % maxSides;		}		else		{			if(side <= 0)				side = maxSides - 1;			else				side -= 1;		}		if(horizontalSides[side] && horizontalSides[side].renderer)		{			horizontalSides[side].renderer.material.mainTexture = slideTextures[tex];		}				float yawRotation = !isBehindUser ? 360f / maxSides : -360f / maxSides;		Vector3 rotateDegrees = new Vector3(0f, yawRotation, 0f);		targetRotation *= Quaternion.Euler(rotateDegrees);		isSpinning = true;	}

然后将脚本绑定到camera或者自己需要的对象物体上,这样就可以控制切换场景了,至于手势判定,这个只需要你获得了骨骼数据了,是很好写出来手势判定的,这里就不赘述了!

     第五步,我们就看看效果吧,直接上图:

下图为:流星撞地球,激情毁灭办公室


下图为闪电效果:


下图为龙卷风效果:

下图为下雨效果:


真正的效果,可能截图感觉不是逼真,但是在程序跑的时候,感觉会好很多,图像不是很清晰主要一是kinect的分辨率只有640*480,二来室内还没开灯,有一张闪电图片就是开灯了,就会清楚多!


后期计划:加入高清摄像头,使2D画面更加清晰;

         添加更多音效;

         加入更多手势动作判断,更多互动使其更好玩。


这篇文章主要比较简单介绍了下虚拟现实,希望可以起到一个抛砖引玉的作用,欢迎指正,谢谢!



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