核心腳本和對象

在VR場景中，我們需要激活我們正在看著的物體，高亮或者交互。在VRSamples中主要包括三個(gè)腳本：VREyeRaycaster, VRInput, 以及VRInteractiveItem。

VREyeRaycaster

VREyeRaycaster.png

該腳本需要和Main Camera關(guān)聯(lián)。在每次調(diào)用Update()時(shí)，該腳本都會(huì)使用Physics.Raycast來投射一條射線，以確認(rèn)該射線是否命中任何collider（碰撞體）。使用該腳本還可以排除特定的Layer。在某些場景中，我們可能為了性能考慮，把所有的可交互對象移到一個(gè)單獨(dú)的層。

如果某個(gè)碰撞體被射線命中，那么該腳本將嘗試在GameObject上找到一個(gè)VRInteractiveItem組件。來看下該類的主要代碼：

// 從相機(jī)位置向前發(fā)射一條射線

Ray ray = new Ray(m_Camera.position, m_Camera.forward);

RaycastHit hit;

//做射線投射，看是否有物體相交

if (Physics.Raycast(ray, out hit, m_RayLength, ~m_ExclusionLayers))

{

VRInteractiveItem interactible = hit.collider.GetComponent(); //獲取相交物體上的VRInteractiveItem組件

m_CurrentInteractible = interactible;

//如果相交物體跟上次的物體不同，那么判斷懸停

if (interactible && interactible != m_LastInteractible)

interactible.Over();

// 停用上次相交物體，該函數(shù)內(nèi)置空

if (interactible != m_LastInteractible)

DeactiveLastInteractible();

m_LastInteractible = interactible;

//有物體相交的話，瞄準(zhǔn)星的位置要更新。在該函數(shù)中，會(huì)根據(jù)距離做縮放；使用相交物體的法線方向做旋轉(zhuǎn)。

if (m_Reticle)

m_Reticle.SetPosition(hit);

//調(diào)用事件處理函數(shù)

if (OnRaycasthit != null)

OnRaycasthit(hit);

}

else

{

//沒有相交物體，置空上次使用的可交互物體

DeactiveLastInteractible();

m_CurrentInteractible = null;

//把瞄準(zhǔn)星放到默認(rèn)位置

if (m_Reticle)

m_Reticle.SetPosition();

}

該類在OnEnable函數(shù)中和OnDisable函數(shù)中會(huì)把VRInteractiveItem上的處理事件函數(shù)與VRInput中的事件綁定起來（訂閱事件）。

VRInput

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VRInput是個(gè)簡單的類，可以判斷用戶在GearVR上（或是使用DK2時(shí)在PC上）所進(jìn)行的一些簡單操作，比如滑動(dòng)、觸碰、或雙觸。

VRInteractiveItem

我們可以把該組件添加到任何希望在VR場景中進(jìn)行交互的GameObject上，在該物體上需要綁定一個(gè)碰撞體。

交互可視化元素SelectionRadial和SelectionSlider

我們同時(shí)利用了radial選擇條（SelectionRadial），以及選擇滑動(dòng)條(SelectionSlider)，這樣用戶就可以按住Fire1來確認(rèn)某個(gè)交互：

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當(dāng)按住輸入鍵時(shí)，選擇條會(huì)進(jìn)行填充，并在填充完整后分發(fā)OnSelectionComplete或OnBarFilled事件。關(guān)于此部分的代碼，可以在SelectionRadial.cs和SelectionSlider.cs中找到，并進(jìn)行了詳細(xì)的注釋。

在VR的世界里，從用戶交互的角度看，用戶需要時(shí)刻知道自己在做什么，而且可以掌控一切。通過這種“held input”的確認(rèn)輸入方式，可以確保用戶不會(huì)出現(xiàn)誤操作。

VR Sample項(xiàng)目中的各個(gè)場景分析

先來分析一下各個(gè)場景中對象和腳本的作用

MainMenu場景

MainMenu場景可以認(rèn)為是整個(gè)VR項(xiàng)目的入口，用戶首先在這里選擇目標(biāo)場景，然后進(jìn)入。因此非常重要。該場景中的主要交互如下：

Reticle只有瞄準(zhǔn)星的效果：

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當(dāng)用戶“凝視”菜單選項(xiàng)時(shí)，空白的Selection Radial可見。

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Selection Radial 填充（當(dāng)用戶“凝視”菜單選項(xiàng)，且按下fire1輸入鍵）

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在整個(gè)示例項(xiàng)目中，都是這樣的風(fēng)格，也就是使用bar和radial以固定的速度進(jìn)行填充。在此建議大家在開發(fā)自己的VR項(xiàng)目時(shí)注意到這一點(diǎn)，因?yàn)榻换ピO(shè)計(jì)中的連貫性對用戶很重要，特別是對于VR這種新媒介。

Selector/MenuSelectorChild對象是控制界面下邊的瘦長進(jìn)度條，根據(jù)用戶目前凝視的對象（不同的菜單項(xiàng)），會(huì)把進(jìn)度條移動(dòng)到這些對象的下面，在鼠標(biāo)移進(jìn)移出的時(shí)候有一個(gè)popout的效果，根據(jù)幾個(gè)public字段可以設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫參數(shù)。該腳本還收集了所有的菜單項(xiàng)，用他們的transform來作為目標(biāo)位置的參考。

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VRCameraFade是用來控制場景之間切換效果的腳本。包含場景淡入淡出的效果。Fade效果有兩種，一種是FadeIn，從全黑色逐漸變?yōu)闊o色透明；一種是FadeOut，從無色透明逐漸變?yōu)槿谏?。該組件public的字段中，F(xiàn)adeColor默認(rèn)是全黑色，即FadeIn中的起始顏色和FadeOut中的終止顏色，該顏色會(huì)作用于FadeImage的顏色。另外一個(gè)顏色是代碼中寫死的，即無色透明。FadeDuration是指fade效果的持續(xù)時(shí)間。FadeInOnSceneLoad指的是當(dāng)場景加載的時(shí)候，啟用Fade效果，在Unity的OnLevelWasLoaded回調(diào)中會(huì)使用到。FadeInOnStart和上面的作用類似，但是它控制的是Fade效果在Start回調(diào)中使用。

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Menu/Items對象及其子對象

MenuButton處理一個(gè)VRInteractiveItem和交互界面（瞄準(zhǔn)星）的事件。主要是三個(gè)事件處理函數(shù)：HandleOver（reticle進(jìn)入）、HandleOut（reticle移出）、HandleSelectionComplete（選擇完成）。當(dāng)redial的選擇結(jié)束的時(shí)候，會(huì)調(diào)用HandleSelectionComplete函數(shù)，該函數(shù)啟動(dòng)一個(gè)Coroutine，讓當(dāng)前場景淡出，然后加載指定的場景（Scene To Load指定）。

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MenuItemPopout控制用戶凝視menu item時(shí)popout的效果。

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MenuAnimator當(dāng)用戶凝視物體的時(shí)候，播放動(dòng)畫（實(shí)際上是一系列的紋理圖片）。

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SelectionSlider當(dāng)用戶凝視一個(gè)物體、并按住Fire鍵的時(shí)候，用來控制進(jìn)度條的行為。這里的Renderer引用的就是上面提到的瘦長進(jìn)度條，Selection Radial引用的是上面提到的瞄準(zhǔn)星周圍一圈進(jìn)度條。并且通過VRInput對象的回調(diào)來處理輸入的Down和Up事件，Down的時(shí)候開始改變Slider的value，up的時(shí)候清零。通過InteractiveItem對象的回調(diào)來處理可交互對象的slider充滿和瞄準(zhǔn)星懸停事件，這里是播放聲音。

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多場景通用的對象

WarningTextCanvas是當(dāng)用戶在場景中錯(cuò)誤的輸入之后，在場景中顯示警告信息的界面，采用了world space的canvas界面。該腳本可以設(shè)置警告字符串，引用了VRInput對象，用來處理單擊雙擊等事件。引用了Reticle對象，用它的transform信息來放置警告信息。引用Camera是為了讓警告信息知道朝向哪里。

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MainCamera這是最重要的一個(gè)對象，包含了上述的很多代碼組件：

VREyeRaycaster, VRInput, SelectionRadial和VRInteractiveItem上面都已經(jīng)介紹過了。

VRCameraUI腳本確保相機(jī)UI能正確的渲染。代碼中把canvas的sortingOrder放到了最大值，然后強(qiáng)制刷新canvas。

Reticle是瞄準(zhǔn)星類。它是屏幕中心的一個(gè)小紅點(diǎn)（顏色可設(shè)定），用來瞄準(zhǔn)當(dāng)前場景中的物體。如果從相機(jī)發(fā)射出來的ray沒有和物體（具有VRInteractiveItem組件）相交的時(shí)候，它在默認(rèn)的位置上；如果有相交物體的話，它的位置在物體的表面。位置的設(shè)定是調(diào)用其中SetPosition函數(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。Default Distance可以設(shè)置默認(rèn)距離。Use Normal是設(shè)定是否根據(jù)相交物體的法線來設(shè)置Reticle的旋轉(zhuǎn)，效果見下面的圖。

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下圖展示了準(zhǔn)星如何匹配墻壁的法線：

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下圖展示了準(zhǔn)星如何匹配地板的法線：

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ReturnToMainMenu用來允許用戶返回主菜單。Menu Scene Name用來設(shè)置場景名稱。引用VRInput對象是為了處理用戶Cancel的輸入。引用VRCameraFade是需要做場景彈出效果。

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VRTrackingReset是用于使場景重新居中的腳本。里面只有一個(gè)回調(diào)函數(shù)OnApplicationPause，調(diào)用了InputTracking.Recenter()。

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Intro場景

該場景中包含了通用prefab對象：MainCamera和WarningTextCanvas。場景中包含了三個(gè)主要的介紹界面：How to Use、How to Use Confirm、Return。還有一個(gè)VRDeviceManager對象。所有的調(diào)度控制在System/IntroManager對象下面的IntroManager腳本中。

先從一個(gè)簡單的說起：

VRDeviceManager腳本使用了單例模式，主要用于配置不同的VR平臺(tái)。代碼中使用預(yù)定的宏例如UNITY_ANDROID，進(jìn)行條件編譯。

GUI對象下面是場景中的界面元素，結(jié)構(gòu)如下圖所示。以InstructionsGUI為例進(jìn)行說明。

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UIFader腳本是用來對一組元素進(jìn)行淡入淡出效果的，并且包含了很多不同的方法。這里把InstructionsGUI的兩個(gè)直接子對象都加到淡入淡出組里面去。還支持設(shè)置淡入淡出速度。

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PlatformDependentText腳本用來支持不同平臺(tái)的文字組件。

IntroInstructions只是簡單的顯示文字對象。InstructionsSelectionSlider是按鈕狀的滑動(dòng)條對象，包含了好幾個(gè)已經(jīng)熟悉的腳本VRInteractiveItem、SelectionSlider。UITint是第一次見到，它是給圖片染色（tint）的腳本，添加了VRInteractiveItem對象的OnOver、OnOut兩個(gè)事件的處理函數(shù)。當(dāng)瞄準(zhǔn)星與該物體相交的時(shí)候，該腳本根據(jù)Tint變量設(shè)置的顏色，改變圖片的顏色，相當(dāng)于高亮的效果。這里并非完全的顏色替換，而是一種線性加成，計(jì)算顏色的代碼如下：

m_ImagesToTint[i].color += m_Tint * m_TintPercent;

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GUIArrows腳本用來控制場景中出現(xiàn)的箭頭出現(xiàn)、消失、淡入淡出的效果，VR場景中可以使用這種方式提示用戶應(yīng)該看往正確的方向。Fade Duration指定了淡入淡出的時(shí)間；show angle指的是當(dāng)用戶偏離目標(biāo)方向多少角度的時(shí)候，箭頭出現(xiàn)；Desired Direction可以設(shè)定一個(gè)transform來規(guī)定目標(biāo)方向，如果是空的話使用的world space下的forward；引用相機(jī)對象是為了獲取當(dāng)前的朝向；Arrow Renderers是要渲染的對象。

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IntroManager腳本引導(dǎo)用戶一步一步通過介紹場景。代碼的核心是Coroutine機(jī)制。

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Flyer場景

Flyer場景是個(gè)計(jì)時(shí)“無盡飛行”的第三人稱游戲，在其中玩家可以通過四處看來引導(dǎo)飛船的方向，并使用Fire1輸入鍵進(jìn)行射擊，通過擊中隕石或是引導(dǎo)飛船穿越空中的門來得分，跟Pilotwings或Starfox這兩款游戲有點(diǎn)類似。

在交互方面，F(xiàn)lyer使用了更簡單的方式，也就是讓FlyerLaserController訂閱VRInput的OnDown事件，從而發(fā)射激光。

Vehicles是場景中的飛機(jī)對象，還包括了飛機(jī)的附屬對象，比如飛機(jī)尾部的噴氣、冒煙的粒子系統(tǒng)，飛機(jī)的子彈發(fā)射口，以及用來顯示生命值、時(shí)間、得分的界面元素。

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FlyerPlayership對象上主要包含了飛機(jī)開火、飛行、爆炸的音效，還有飛機(jī)行為的控制腳本、UI的控制腳本。

FlyerLaserController主要控制飛機(jī)發(fā)射Laser的行為。Laser采用了對象池技術(shù)，從池中取對象。引用VRInput是為了處理鼠標(biāo)單擊事件；引用GameController是為了知道當(dāng)前游戲的狀態(tài)，游戲沒開始的話，不能發(fā)射laser。LaserObjectPool是用來存放Laser對象的對象池。LaserSpawnPosLeft和LaserSpawnPosRight是Laser發(fā)出的位置和旋轉(zhuǎn)，LaserAudio是Laser發(fā)出時(shí)的音效。

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FlyerMovementController腳本用于控制飛機(jī)的移動(dòng)（飛機(jī)是一直往前飛的，可以使用頭盔控制上下左右活動(dòng)）。DistanceFromCamera用于控制相機(jī)和飛機(jī)的距離；Speed控制飛機(jī)飛行的速度；Damping是飛機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻尼系數(shù)；Flyer是飛機(jī)的Transform；TagetMarker是飛機(jī)前面兩個(gè)圓圈標(biāo)記的transform；還引用了Camera和CameraContainer的transform，以及CurrentScore的文本界面。

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FlyerAlignmentChecker腳本控制的是當(dāng)飛機(jī)接近一個(gè)場景中圓環(huán)Ring的時(shí)候，使得圓環(huán)和飛機(jī)對齊，并改變圓環(huán)的顏色。

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FlyerHealthController腳本用于控制飛機(jī)的生命狀況，包括生命值，爆炸的prefab，生命條還有音效等。飛機(jī)在爆炸的時(shí)候要隱藏，畢竟飛機(jī)和爆炸的碎片完全是兩個(gè)毫不相關(guān)的物體。

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System對象下面包含很多游戲控制的對象和腳本，還有對象池，是這個(gè)場景核心的內(nèi)容。

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FlyerGameController是游戲控制腳本，把整個(gè)游戲流程和其他腳本整合在了一起。

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EnvironmentController腳本控制了游戲場景中小行星（石頭）和圓環(huán)Ring的生成。

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UIController腳本對外提供了淡入淡出的效果。

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此外還有場景中動(dòng)態(tài)生成的物體，Laser有FlyerLaser腳本控制，石頭（小行星）由Asteroid腳本控制、Gate由Ring腳本控制。

Maze場景

Maze（迷宮）游戲中提供了一個(gè)桌面式的交互示例，其中我們可以指引游戲角色到出口，并避免觸發(fā)炮塔（Turret）。在選擇角色的目的地時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)目的地標(biāo)記，同時(shí)還會(huì)顯示一個(gè)角色的路徑。玩家可以通過在觸摸板上使用swipe，按下方向鍵，或是使用游戲操縱桿上的左鍵來旋轉(zhuǎn)視圖。

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該場景中最主要的還是System和Maze對象。

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Maze對象包括了整個(gè)場景的元素，墻壁、地面、炮塔、開關(guān)、標(biāo)記等等。

MazeCourse游戲?qū)ο笫且粋€(gè)parent對象，其中包含了MazeFloor和MazeWalls GameObjects，這兩個(gè)對象依次包含了迷宮布局中的幾何信息。在MazeFloor游戲?qū)ο笊详P(guān)聯(lián)了MeshCollider和VRInteractiveItem，從而允許在VR場景中進(jìn)行交互。

MazeCourse關(guān)聯(lián)了一個(gè)MazeTargetSetting腳本，該腳本提供了OnTargetSet事件，并確定什么時(shí)候才能觸發(fā)這個(gè)事件。

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ExitArea腳本提供了游戲結(jié)束的事件OnGameComplete，確定了角色到達(dá)終點(diǎn)區(qū)域的行為。

Turret腳本控制炮塔的行為，Switch Button控制開關(guān)的行為。

System對象中主要是MazeGameController腳本。MazeGameController是整個(gè)場景的控制器，它負(fù)責(zé)整個(gè)游戲的流程、邏輯、不同游戲階段游戲?qū)ο蟮拈_關(guān)。

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Shooter180和Shooter360場景

在VR Samples包含了兩個(gè)射擊游戲，其中一個(gè)是回廊射擊游戲，玩家在180度視角的走廊中對潛在目標(biāo)射擊，場景如下左圖。另外還有一個(gè)競技場射擊游戲，玩家被類似X戰(zhàn)警場景的潛在目標(biāo)包圍，場景如下右圖。

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第一人稱的胳膊和手槍是擺在相機(jī)前面的模型：

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System對象下面有4個(gè)子對象，用來控制游戲流程和邏輯，包括簡介、目標(biāo)生成、結(jié)尾。

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ShootingGalleryController腳本中的字段分別設(shè)置了游戲類型、理想目標(biāo)數(shù)量、生成目標(biāo)的概率、游戲時(shí)長、生成間隔、結(jié)尾延遲等等。

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ObjectPool腳本是對象池技術(shù)，避免頻繁創(chuàng)建和刪除對象。

UIController封裝了游戲中UI的切換和顯示動(dòng)作。

ShooterWeapon是場景中的胳膊、武器和倒計(jì)時(shí)、數(shù)字界面的根節(jié)點(diǎn)。它是可以跟隨著相機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的。

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ShootingGalleryGun腳本控制了槍的行為包括移動(dòng)和射擊。

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DefaultLineLength指的是，如果沒有目標(biāo)被擊中的話，線渲染器的長度；

Damping阻尼，設(shè)定的是這個(gè)物體跟隨相機(jī)的阻尼；

GunFlareVisibleSeconds設(shè)置的是槍開火之后的flare持續(xù)幾秒；

GunContainerSmoothing胳膊和槍的模型跟隨瞄準(zhǔn)星多快；

GunAudio設(shè)計(jì)的聲音；

ShootingGalleryController引用這個(gè)對象是為了在游戲沒有開始的時(shí)候，不讓槍射擊；

EyeRaycaster檢測槍正在瞄準(zhǔn)的東西；

VRInput告訴槍什么時(shí)候射擊；

CameraTransform為了獲取朝前的方向；

GunContainer要引用的胳膊和槍模型；

GunEnd槍的結(jié)束位置，用來作為線渲染的起點(diǎn);

GunFlare用來畫射擊軌跡；

Reticle瞄準(zhǔn)星的位置；

FlareParticles是個(gè)粒子系統(tǒng)，槍開火的時(shí)候播放；

FlareMeshes槍開火的時(shí)候隨機(jī)激活其中之一；

UIMovement在VR場景中很有用，它使得UI元素始終保持在相機(jī)的前面一定距離，并跟隨相機(jī)旋轉(zhuǎn)?？梢栽O(shè)置ui元素是否朝向相機(jī)、是否跟隨相機(jī)旋轉(zhuǎn)以及跟隨的速度等等。

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ShootingGalleryScore用來顯示玩家分?jǐn)?shù)。

場景中會(huì)生成許多目標(biāo)對象供玩家射擊，每個(gè)都是一個(gè)ShooterTarget對象，該對象主要是包括Mesh Collider，VRInteractiveItem，還有ShootingTarget腳本。ShootingTarget腳本中可以設(shè)置target對象消失的時(shí)長，被擊中后消失的時(shí)長，粉碎的對象，還有幾種聲效。

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總結(jié)

VR場景中基本的界面和交互元素在這些示例場景中均有涉及，能滿足絕大部分的需求，我們可以從中學(xué)習(xí)借鑒很多東西。作為官方給出的示例項(xiàng)目，該工程代碼組織和實(shí)現(xiàn)有很多值得學(xué)習(xí)的地方：

大量使用事件機(jī)制，設(shè)計(jì)松耦合；

大量使用Coroutine，實(shí)現(xiàn)場景進(jìn)度邏輯控制，特殊漸變效果；

對于場景中需要反復(fù)創(chuàng)建和銷毀的對象，采用了對象池技術(shù)，避免了頻繁的內(nèi)存分配與釋放。