保持Htc Vive头盔与手柄和人物位置的一致

Posted 2023-05-09

参考技术A

在4.11及以后版本中进行 VR 开发，要知道两件事

这是因为官方在 4.11更新 里特意处理了这种偏差，原话如下：

所以为了防止在使用瞬移时位置不对，或者进行移动时出现穿墙等蛋疼的事情，就要消除这种偏差，使得 Character 自动保持和头戴设备的位置一致。
为了实现这一功能，首先需要一个组件去调整 Camera 和 Character 的位置，然后在 Tick 里面消除移动时候的 Camera 和 Character 的误差

我们使用一个默认的组件作为调整摄像机的组件：

然后在切换进入VR模式的时候：

在 Tick 里更新的时候：

这样在游戏过程中不论是自己带着头盔移动还是使用按键移动人物， Camera 和 Character 的位置都始终在一起了，使用瞬移的时候也不会存在偏差。

使用手柄最重要的就是 UMotionControllerComponent 的组件，有时候你可能会单独的把组件放入一个 Actor 里或是直接继承这个组件用于实现一些自定的功能。
要使手柄组件追踪的位置一致只需要将 UMotionControllerComponent 以 EAttachLocation::KeepWorldPosition 的方式 Attach 到你的 Camera 所在的父组件即可，比如 CameraAdjustComponent ，这样手柄和现实中以及你的头戴设备的对应关系就对了。也不用自己每一帧去手动更新 MotionController 的位置了。

理解HTC Vive更新——控制相机旋转和位移

本文章由cartzhang编写，转载请注明出处。 所有权利保留。
文章链接：http://blog.csdn.net/cartzhang/article/details/72188658
作者：cartzhang

一、写在前面

在HTC的vive 头盔中，
一旦Vive头盔连接都unity游戏中，就会控制所有Camera的旋转和位置。

这对于有需要的控制非头盔相机带来了烦恼。

比方说，上篇博客中，在VR中，对某个特点位置截图，就会由于头盔控制所有相机的旋转，
造成截图不精确和出现偏移。

地址：
http://blog.csdn.net/cartzhang/article/details/71136498

现在，经过测试发现，其实是可以控制的。

在Win10系统下测试，unity版本为5.4.4f1,Steam VR 版本v1.1.1。

二、怎么控制

图0

头盔在正常情况下，被头盔具体位置和旋转赋值控制。

图1

同时头盔的参数也控制其他，比如UI相机的位置和旋转。

加上我们的脚本：

图2

游戏编辑器下运行，头盔给Ui相机的赋值，被强制给变成了零。

三、控制脚本代码

接下来看看脚本代码：

//@cartzhang
using UnityEngine;
using System.Collections;

public class StickRotate : MonoBehaviour {

    // Use this for initialization
    void Start () {

    }


    // NO ,不行。
    //private void FixedUpdate()
    //{
    //    transform.rotation = Quaternion.identity;
    //}


    // yes ，可以限定。
    //private void OnPreCull()
    //{
    //    transform.rotation = Quaternion.identity;
    //}

    // Update is called once per frame
    void OnPostRender ()
    {
        transform.rotation = Quaternion.identity;
        transform.position = Vector3.zero;
    }
}

经过测试，发现在Update和fixedUpdate中处理上不可行的。
在OnPreCull和OnPostRender进行重新赋值都可以的。

四、重点来了，都是幻觉

1. 没有那么简单

当时第六感就怀疑，应该没有这么简单。要不就不会有成群结队的人要求unity和steamVR插件做接口和选项了，让可以控制旋转和移动了。

当时是这样想的：
结果我还是有一定的怀疑的。是不是由于脚本执行顺序不同，在不同的电脑和不同时候结果也不一样的。
若有的话，试试看通过调整脚本执行顺序看能不能解决问题。

2.转折了

结果，出去遛一圈回来，就不行了。郁闷啊！！
截图都在，电脑不认了。
都是幻觉啊！！

图3

找到了方法
https://steamcommunity.com/app/358720/discussions/0/365163686052028359/
说在5.3 可用，5.4不可用。天啊…

（说明下，之前想的调整渲染顺序，然并卵。理想与现实的差距啊…）

3. 然而，并不气

气也没有用。考虑对策，

第一，我试图把VR5.3的VR插件直接拷贝到我的5.4.4f1版本里来做替换，结果可想而知，失败，替换后根本就没有了VR效果，因为VR的插件相当于没有加载。

第二、使用相对旋转和相对位置实时做矫正。

也参看来其他的只需要旋转的一个问题。有需要的可以参考：

http://answers.unity3d.com/questions/1209337/vrvive-allow-rotation-only.html

这个方案与我之前的小场地扩展到大场地的策略类似，可以参考：
HTC Vive小场地与大场景空间的解决方案————
http://blog.csdn.net/cartzhang/article/details/52780621

这个结果是成功了。

图4

4. 给出代码

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class StickRotate : MonoBehaviour
{   
    private Vector3 InitialPos;
    private Vector3 hmdPos;
    public GameObject HMD;
    private Transform CameraPos;

    void Start()
    {
        CameraPos = transform;
        InitialPos = transform.position;
    }

    // Update is called once per frame
    void LateUpdate()
    {
        hmdPos = HMD.transform.localPosition;
        transform.position = CameraPos.position - hmdPos;
        transform.rotation = Quaternion.Euler(CameraPos.rotation.eulerAngles - HMD.transform.rotation.eulerAngles);
    }

    // NO ,不行。
    //private void FixedUpdate()
    //{
    //    transform.rotation = Quaternion.identity;
    //}


    // NO ,不能限制旋转。
    //private void Update()
    //{
    //    transform.rotation = Quaternion.identity;
    //}

    // yes ，可以限定。这个原来是可以的，后来莫名就不行了。
 //   private void OnPreCull()
 //   {
 //       transform.rotation = Quaternion.identity;
 //   }

 //   // 这个跟上面一下，当时还有点沾沾自喜...
 //   void OnPostRender ()
 //   {
 //       transform.rotation = Quaternion.identity;
 //       transform.position = Vector3.zero;
    //}

}

五、试着了解 Vive头盔的更新

1. 头盔的渲染更新是在SteamVR_Render中进行的。

// 注释 @cartzhang
void Update()
    {
#if !(UNITY_5_3 || UNITY_5_2 || UNITY_5_1 || UNITY_5_0)
        // 添加PoseUpdate。在SteamVR_UpdatePoses中实现了位置更新。
        // 
        if (poseUpdater == null)
        {
            var go = new GameObject("poseUpdater");
            go.transform.parent = transform;
            poseUpdater = go.AddComponent<SteamVR_UpdatePoses>();
        }
#else
        if (cameras.Length == 0)
        {
            enabled = false;
            return;
        }

        // If our FixedUpdate rate doesn't match our render framerate, then catch the handoff here.
        SteamVR_Utils.QueueEventOnRenderThread(SteamVR.Unity.k_nRenderEventID_PostPresentHandoff);
#endif
        // Force controller update in case no one else called this frame to ensure prevState gets updated.
        // 强制调用手柄更新，以防止本帧没有调用。
        SteamVR_Controller.Update();

        // Dispatch any OpenVR events.
        // 事件分发。
        var system = OpenVR.System;
        if (system != null)
        {
            var vrEvent = new VREvent_t();
            var size = (uint)System.Runtime.InteropServices.Marshal.SizeOf(typeof(VREvent_t));
            for (int i = 0; i < 64; i++)
            {
                if (!system.PollNextEvent(ref vrEvent, size))
                    break;

                switch ((EVREventType)vrEvent.eventType)
                {
                    case EVREventType.VREvent_InputFocusCaptured: // another app has taken focus (likely dashboard)
                        if (vrEvent.data.process.oldPid == 0)
                        {
                            SteamVR_Utils.Event.Send("input_focus", false);
                        }
                        break;
                    case EVREventType.VREvent_InputFocusReleased: // that app has released input focus
                        if (vrEvent.data.process.pid == 0)
                        {
                            SteamVR_Utils.Event.Send("input_focus", true);
                        }
                        break;
                    case EVREventType.VREvent_ShowRenderModels:
                        SteamVR_Utils.Event.Send("hide_render_models", false);
                        break;
                    case EVREventType.VREvent_HideRenderModels:
                        SteamVR_Utils.Event.Send("hide_render_models", true);
                        break;
                    default:
                        var name = System.Enum.GetName(typeof(EVREventType), vrEvent.eventType);
                        if (name != null)
                            SteamVR_Utils.Event.Send(name.Substring(8) /*strip VREvent_*/, vrEvent);
                        break;
                }
            }
        }

        // Ensure various settings to minimize latency.
        // 不限制最高帧率
        Application.targetFrameRate = -1;
        // 可以在后台运行，不需要强制窗口焦点。
        Application.runInBackground = true; // don't require companion window focus
        // 不限制驱动程序的最大队列值。这个只有DX有，OpenGL中被忽略。
        QualitySettings.maxQueuedFrames = -1;
        // 关闭垂直同步。
        QualitySettings.vSyncCount = 0; // this applies to the companion window

        // 是否锁定刷新速率与物理同步。
        if (lockPhysicsUpdateRateToRenderFrequency && Time.timeScale > 0.0f)
        {
            var vr = SteamVR.instance;
            if (vr != null)
            {
                var timing = new Compositor_FrameTiming();
                timing.m_nSize = (uint)System.Runtime.InteropServices.Marshal.SizeOf(typeof(Compositor_FrameTiming));
                vr.compositor.GetFrameTiming(ref timing, 0);
                // 设置新的物理更新间隔。
                Time.fixedDeltaTime = Time.timeScale / vr.hmd_DisplayFrequency;
            }
        }
    }

在代码中加了中文注释。
在编辑器模式下运行过程中，关闭与steamVR 相关脚本并不会影响头盔的旋转和位置。

我理解的的是，这是Unity在VR的底层代码进行的处理。或者在OnEnable或Awake中进行了绑定，所有以后是否运行脚本都没有关系了。

2. SteamVR_UpdatePoses姿态更新

单独说下这个更新，是由于若在Vive相机上直接对相机下的模型贴上UI会造成在编辑器下正常，在游戏中UI的煽动，也就是在移动过程中，并不是实时的更随物体移动，而是有类似于弹簧似的移动，就像是使用了DoTween。

解决方法就在这里。

//void OnPreCull() 
    //fixed change for ui follow controller at leaset one frame delay.@zpj
    void LateUpdate()

把原来的OnPreCull修改为LateUpdate，目前是解决了问题，暂时没有发现副作用。

若有问题，还请多多指教！！

这一篇，真是不容易，过山车一般。把思路和走过的错误道路记录下来，希望大家别在走弯路。

希望你能点赞支持，手留余香！！

六、参考

【1】 http://www.ceeger.com/Script/QualitySettings/QualitySettings.html

【2】 http://answers.unity3d.com/questions/1209337/vrvive-allow-rotation-only.html

【3】 http://blog.csdn.net/cartzhang/article/details/71136498

【4】 https://steamcommunity.com/app/358720/discussions/0/365163686052028359/