OpenXR Reference Space浅析

本文解析了OpenXR中的空间定位过程,重点讲解了如何通过oxr_xrLocateSpace函数获取原始空间关系并结合baseSpace和Space的pose,使用XrSpaceRelation进行计算,最终得到空间变换矩阵。

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在OpenXR中space也是一个重要的模块,这里参考Monado的代码分析一下。

入口是oxr_xrLocateSpace -》oxr_space_locate,

其中分两个大部分,一是先获取原始的space pose,

	XrResult ret = get_pure_space_relation(log, spc, baseSpc, time, &pure);

二是和space的pose,以及baseSpace的pose,合到一起。

	// Combine space and base space poses with pure relation
	struct xrt_space_relation result;
	struct xrt_space_graph graph = {0};
	m_space_graph_add_pose_if_not_identity(&graph, &spc->pose);
	m_space_graph_add_relation(&graph, &pure);
	m_space_graph_add_inverted_pose_if_not_identity(&graph, &baseSpc->pose);
	m_space_graph_resolve(&graph, &result);

可以概括成这样计算的: Inverted(baseSpace.pose) * purePose * Space.pose

其中两个transform相乘,C = A * B,计算公式:

C.orientation = A.orientation * B.orientation;

C.position = A.position + (A.orientation * B.position);

<think>嗯,用户想了解OpenXR的开发流程,我需要详细介绍一下。首先,我应该回忆一下OpenXR的基本概念,它是一个开放标准,用于跨平台的XR应用开发,对吧?然后,开发流程大概包括环境搭建、初始化、系统获取、会话管理、空间定位、渲染循环、输入处理和关闭资源这些步骤。 用户可能是开发者,可能对XR开发有一定了解,但需要具体的步骤指导。所以需要分步骤解释每个环节的关键点。比如,环境搭建部分需要提到安装SDK和配置项目,可能还需要区分不同平台,比如Windows、Android或者Linux。初始化过程可能需要创建Instance,获取系统信息,然后创建Session和交换链。 要注意OpenXR的跨平台特性,所以需要提到不同平台的注意事项,比如安卓需要权限处理,Windows可能需要图形API的选择。在渲染循环部分,要说明帧循环的结构,开始帧、渲染层、提交帧这些步骤。输入处理方面,动作和交互profile的设置可能比较复杂,需要详细说明如何绑定输入源。 另外,空间定位部分,比如空间锚点和参考空间,用户可能关心如何实现位置追踪和环境理解。资源释放也很重要,开发中容易忽略,导致内存泄漏,所以要提醒正确关闭会话和实例。 可能用户还想知道一些最佳实践,比如性能优化、多平台适配策略,或者常见问题的解决方法。不过问题主要是开发流程,所以应该集中在核心步骤上,避免偏离主题。需要确保每个步骤的说明清晰,用代码示例的话要用正确的LaTeX格式,比如函数名用$符号包裹,比如$xrCreateInstance$,独立代码块用$$包围。 最后,检查是否有遗漏的关键点,比如扩展的使用、调试工具的介绍,或者如何测试应用。可能还需要推荐一些学习资源,比如官方文档或社区支持。不过根据用户的问题,可能不需要深入这些细节,保持流程的完整性更重要。</think>OpenXR开发流程可分为8大核心步骤,以下是详细说明(重点用LaTeX公式标注关键API): $$ \text{开发流程} = \begin{cases} 1. \text{环境搭建} \\ 2. \text{初始化OpenXR实例} \\ 3. \text{获取XR系统} \\ 4. \text{创建会话与交换链} \\ 5. \text{空间定位系统初始化} \\ 6. \text{渲染循环构建} \\ 7. \text{输入系统处理} \\ 8. \text{资源释放} \end{cases} $$ **一、环境搭建** 1. 安装对应平台的OpenXR SDK - Windows:需安装$OpenXR-SDK$和图形驱动(Vulkan/OpenGL/D3D) - Android:集成$org.khronos.openxr$依赖项 2. 配置项目CMake: ```cmake find_package(OpenXR REQUIRED) target_link_libraries(your_app PRIVATE OpenXR::openxr_loader) ``` **二、初始化流程** 1. 创建Instance: ```cpp XrInstanceCreateInfo createInfo{XR_TYPE_INSTANCE_CREATE_INFO}; strcpy(createInfo.applicationInfo.applicationName, "MyXRApp"); xrCreateInstance(&createInfo, &instance); ``` 2. 获取SystemId: ```cpp XrSystemGetInfo systemInfo{XR_TYPE_SYSTEM_GET_INFO}; systemInfo.formFactor = XR_FORM_FACTOR_HEAD_MOUNTED_DISPLAY; xrGetSystem(instance, &systemInfo, &systemId); ``` **三、会话管理** 1. 创建Session(需图形API绑定): ```cpp XrGraphicsBindingVulkanKHR vulkanBindInfo{...}; XrSessionCreateInfo sessionInfo{XR_TYPE_SESSION_CREATE_INFO}; sessionInfo.next = &vulkanBindInfo; xrCreateSession(instance, &sessionInfo, &session); ``` 2. 构建交换链(Swapchain): ```cpp XrSwapchainCreateInfo swapchainInfo{XR_TYPE_SWAPCHAIN_CREATE_INFO}; swapchainInfo.faceCount = 1; swapchainInfo.width = 1920; swapchainInfo.height = 1080; xrCreateSwapchain(session, &swapchainInfo, &swapchain); ``` **四、空间定位** 1. 设置参考空间: ```cpp XrReferenceSpaceCreateInfo spaceInfo{XR_TYPE_REFERENCE_SPACE_CREATE_INFO}; spaceInfo.poseInReferenceSpace = identityPose; spaceInfo.referenceSpaceType = XR_REFERENCE_SPACE_TYPE_LOCAL; xrCreateReferenceSpace(session, &spaceInfo, &space); ``` 2. 空间锚点创建: ```cpp XrSpatialAnchorCreateInfoMSFT anchorInfo{XR_TYPE_SPATIAL_ANCHOR_CREATE_INFO_MSFT}; anchorInfo.space = space; xrCreateSpatialAnchorMSFT(session, &anchorInfo, &anchor); ``` **五、渲染循环** 帧循环结构: ```cpp while (isRunning) { XrFrameState frameState{XR_TYPE_FRAME_STATE}; xrWaitFrame(session, &frameState); xrBeginFrame(session, nullptr); XrCompositionLayerProjectionView projectionViews[2]; // 渲染左眼/右眼视图 XrCompositionLayerProjection layer{XR_TYPE_COMPOSITION_LAYER_PROJECTION}; layer.views = projectionViews; XrFrameEndInfo endInfo{XR_TYPE_FRAME_END_INFO}; endInfo.layers = &layer; xrEndFrame(session, &endInfo); } ``` **六、输入处理** 1. 定义动作集: ```cpp XrActionSetCreateInfo actionSetInfo{XR_TYPE_ACTION_SET_CREATE_INFO}; strcpy(actionSetInfo.actionSetName, "main_controls"); xrCreateActionSet(instance, &actionSetInfo, &actionSet); ``` 2. 绑定控制器输入: ```cpp XrActionCreateInfo triggerActionInfo{XR_TYPE_ACTION_CREATE_INFO}; triggerActionInfo.actionType = XR_ACTION_TYPE_FLOAT_INPUT; strcpy(triggerActionInfo.actionName, "trigger_pull"); xrCreateAction(actionSet, &triggerActionInfo, &triggerAction); ``` **七、资源释放** 1. 逆序销毁对象: ```cpp xrDestroySwapchain(swapchain); xrDestroySession(session); xrDestroyInstance(instance); ``` **开发注意事项:** 1. 跨平台适配:使用$XR_KHR_loader_init$扩展处理平台差异 2. 性能优化:帧预测时间应控制在$t_{frame} \leq 11ms$(90Hz) 3. 姿态计算:使用$XrSpace$进行位姿转换时,需注意坐标系转换公式: $$P_{world} = T_{device}^{world} \times P_{local}$$ 建议结合Khronos官方验证层(Validation Layer)进行调试,使用工具如$XR_APILAYER_LUNARG_core_validation$检测API调用错误。
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