Sceneform-EQR：手势交互与模型控制

Sceneform-EQR：手势交互与模型控制

【免费下载链接】Sceneform-EQR Sceneform-EQR 是EQ对谷歌“sceneform-android-sdk”的扩展，适用于图形和视频，以及增强现实（AR）和虚拟现实（VR）相关领域。它目前集成了 ARCore、AREngine 和 ORB-SLAM，提供多种场景选项，包括 AR 场景、VR 场景和自定义背景场景，以满足不同的原生三维开发需求。 项目地址: https://gitcode.com/EQXR/Sceneform-EQR

Sceneform-EQR 是一个强大的 AR 开发框架，通过集成 NodeGestureController 和实现 OnTouchListener 与 OnTapListener 接口，实现了丰富的手势交互功能，包括模型的平移、旋转和缩放操作。本文将详细解析其实现原理、核心组件、手势交互流程以及优化策略，并通过实际案例展示如何利用这些功能构建交互式 AR 场景。

手势交互的实现原理

Sceneform-EQR 通过集成 NodeGestureController 和实现 OnTouchListener 与 OnTapListener 接口，实现了丰富的手势交互功能。以下将详细解析其实现原理。

1. 手势交互的核心组件

手势交互的核心依赖于以下组件：

• NodeGestureController：负责处理模型的平移、旋转和缩放操作。
• OnTouchListener：监听触摸事件，用于处理复杂手势（如双指缩放、平移）。
• OnTapListener：监听点击事件，用于处理单指点击交互。

2. 手势交互的实现流程

2.1 单指点击交互

单指点击通过 OnTapListener 实现，用户点击模型时触发回调。例如，在 GltfSampleScene 中：

modelNode.setOnTapListener(new Node.OnTapListener() {
    @Override
    public void onTap(HitTestResult hitResult, MotionEvent motionEvent) {
        // 处理点击逻辑
    }
});

2.2 多指手势交互

多指手势（如双指缩放、平移）通过 OnTouchListener 实现。例如，在 BaseSceneActivity 中：

touchView.setOnTouchListener(new View.OnTouchListener() {
    @Override
    public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
        NodeGestureController.handleTouchEvent(event);
        return true;
    }
});

3. 手势交互的底层逻辑

NodeGestureController 内部通过解析 MotionEvent 的以下属性实现手势识别：

• ACTION_DOWN：记录初始触摸点。
• ACTION_MOVE：计算手指移动距离，触发平移或旋转。
• ACTION_POINTER_DOWN：检测多指操作，进入缩放模式。
• ACTION_POINTER_UP：退出缩放模式。

4. 手势交互的应用示例

以下是一个典型的手势交互代码示例，展示了如何为模型添加手势控制：

// 初始化 NodeGestureController
NodeGestureController gestureController = new NodeGestureController();
gestureController.attachToNode(modelNode);

// 设置触摸监听
touchView.setOnTouchListener(new View.OnTouchListener() {
    @Override
    public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
        gestureController.handleTouchEvent(event);
        return true;
    }
});

// 设置点击监听
modelNode.setOnTapListener(new Node.OnTapListener() {
    @Override
    public void onTap(HitTestResult hitResult, MotionEvent motionEvent) {
        // 点击逻辑
    }
});

5. 手势交互的优化

为了提升用户体验，Sceneform-EQR 对手势交互进行了以下优化：

• 防抖处理：避免误触。
• 惯性动画：手势结束后模型继续平滑移动。
• 区域限制：防止模型移出可视区域。

通过以上实现，Sceneform-EQR 提供了流畅且直观的手势交互体验，适用于 AR/VR 场景中的模型控制需求。

单指旋转与双指缩放

在Sceneform-EQR中，手势交互是增强用户体验的核心功能之一。通过单指旋转和双指缩放，用户可以直观地操控3D模型，使其在AR或VR场景中更符合实际需求。本节将详细介绍这两种手势的实现原理、代码示例以及使用场景。

手势交互的实现原理

Sceneform-EQR通过NodeGestureController类管理手势交互逻辑。该类封装了单指旋转和双指缩放的识别与处理逻辑，并提供了简洁的API供开发者调用。

单指旋转

• 触发条件：用户单指在屏幕上滑动。
• 实现逻辑：根据手指移动的方向和距离，计算模型的旋转角度，并更新模型的姿态。
• 代码示例：

  @Override
  public boolean onTouchEvent(MotionEvent motionEvent) {
      NodeGestureController.getInstance().onTouch(motionEvent);
      return true;
  }
  

双指缩放

• 触发条件：用户双指在屏幕上捏合或展开。
• 实现逻辑：根据双指之间的距离变化，计算模型的缩放比例，并更新模型的尺寸。
• 代码示例：

  modelNode.setLocalScale(Vector3.one().scaled(ScaleTool.calculateUnitsScale(modelRenderable)));
  

代码示例与流程图

以下是一个完整的示例，展示了如何在InteractiveActivity中实现单指旋转和双指缩放功能：

public class InteractiveActivity extends BaseActivity {
    private Node modelNode;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_interactive);

        // 加载模型
        ModelRenderable.builder()
                .setSource(this, Uri.parse("model.glb"))
                .build()
                .thenAccept(modelRenderable -> {
                    modelNode = new Node();
                    modelNode.setRenderable(modelRenderable);
                    modelNode.setLocalScale(Vector3.one().scaled(0.1f));
                    getScene().addChild(modelNode);
                });
    }

    @Override
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent motionEvent) {
        NodeGestureController.getInstance().onTouch(motionEvent);
        return true;
    }
}

流程图

使用场景与注意事项

1. AR场景中的模型调整：

   • 在AR应用中，用户可以通过手势调整模型的位置、旋转和大小，使其更贴合实际环境。
   • 示例：在AR家具布置应用中，用户可以通过单指旋转调整沙发的朝向，通过双指缩放调整沙发的大小。

2. VR场景中的交互：

   • 在VR场景中，手势交互可以增强沉浸感，使用户能够更自然地与虚拟对象互动。
   • 示例：在VR教育应用中，学生可以通过手势旋转和缩放3D分子模型，以便更好地观察其结构。

3. 注意事项：

   • 性能优化：频繁的手势操作可能会对性能产生影响，建议在复杂场景中限制手势更新的频率。
   • 用户体验：确保手势操作的响应速度和精度，避免因延迟或误识别导致用户体验下降。

表格：手势交互参数说明

手势类型	触发条件	参数说明	示例代码片段
单指旋转	单指滑动	根据手指移动方向计算旋转角度	NodeGestureController.getInstance().onTouch(motionEvent)
双指缩放	双指捏合或展开	根据双指距离变化计算缩放比例	modelNode.setLocalScale(Vector3.one().scaled(scale))

通过以上内容，开发者可以快速理解并实现单指旋转和双指缩放功能，从而为用户提供更丰富的交互体验。

模型动态加载与动画控制

Sceneform-EQR 是一个强大的 AR 开发框架，支持在 Android 平台上实现高质量的增强现实体验。本节将深入探讨如何利用 Sceneform-EQR 实现模型的动态加载与动画控制，帮助开发者快速掌握相关技术。

动态加载模型

动态加载模型是 AR 应用中的常见需求，Sceneform-EQR 提供了灵活的 API 来实现这一功能。以下是一个典型的动态加载流程：

1. 准备模型资源
   确保模型文件（如 .gltf 或 .glb）已放置在项目的 assets/gltf 目录下。例如：

   String modelPath = "gltf/dynamic_model.glb";
   

2. 加载模型
   使用 ModelRenderable 类异步加载模型：

   ModelRenderable.builder()
       .setSource(context, Uri.parse(modelPath))
       .build()
       .thenAccept(renderable -> {
           // 模型加载成功后的回调
           Node modelNode = new Node();
           modelNode.setRenderable(renderable);
           arFragment.getArSceneView().getScene().addChild(modelNode);
       })
       .exceptionally(throwable -> {
           // 处理加载失败
           return null;
       });
   

3. 动态调整模型位置
   可以通过 Node 的 setWorldPosition 方法动态调整模型的位置：

   modelNode.setWorldPosition(new Vector3(x, y, z));
   

动画控制

Sceneform-EQR 支持对加载的模型进行动画控制，以下是实现动画的基本步骤：

1. 获取动画数据
   如果模型包含动画数据，可以通过 AnimationData 类获取：

   AnimationData animationData = renderable.getAnimationData(0);
   

2. 播放动画
   使用 Animation 类播放动画：

   Animation animation = new Animation(animationData, 1.0f); // 1.0f 为播放速度
   animation.start();
   

3. 控制动画状态
   可以暂停、继续或停止动画：

   animation.pause();  // 暂停动画
   animation.resume(); // 继续动画
   animation.stop();   // 停止动画
   

示例代码

以下是一个完整的动态加载模型并播放动画的示例：

ModelRenderable.builder()
    .setSource(context, Uri.parse("gltf/dynamic_model.glb"))
    .build()
    .thenAccept(renderable -> {
        Node modelNode = new Node();
        modelNode.setRenderable(renderable);
        arFragment.getArSceneView().getScene().addChild(modelNode);

        // 播放动画
        AnimationData animationData = renderable.getAnimationData(0);
        Animation animation = new Animation(animationData, 1.0f);
        animation.start();
    })
    .exceptionally(throwable -> {
        Log.e("Sceneform-EQR", "模型加载失败", throwable);
        return null;
    });

流程图

以下是一个动态加载与动画控制的流程图：

表格：动画控制方法

方法名	描述
start()	开始播放动画
pause()	暂停动画
resume()	继续播放动画
stop()	停止动画并重置到初始状态

通过以上内容，开发者可以快速掌握 Sceneform-EQR 中模型动态加载与动画控制的实现方法，为 AR 应用增添更多交互性和动态效果。

交互式场景开发案例

Sceneform-EQR 提供了强大的手势交互与模型控制功能，使开发者能够轻松构建交互式 AR 场景。本节将通过一个实际案例，展示如何利用 InteractiveScene 和 NodeGestureController 实现手势交互功能，包括模型的旋转、平移和缩放。

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案例概述

本案例基于 InteractiveScene 类，结合 NodeGestureController，实现以下功能：

1. 单指旋转：用户通过单指滑动旋转模型。
2. 双指平移：用户通过双指滑动平移模型。
3. 双指缩放：用户通过双指捏合缩放模型。

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核心代码分析

1. 初始化场景与手势控制器

首先，在 InteractiveActivity 中初始化 InteractiveScene 和 NodeGestureController：

public class InteractiveActivity extends BaseActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_interactive);

        // 初始化场景
        sampleScene = new InteractiveScene();
        sampleScene.create(this, sceneLayout.getRootNode());

        // 初始化手势控制器
        NodeGestureController.getInstance()
            .setSceneView(sceneLayout.getSceneView())
            .enableRotation(true)
            .enableTranslation(true)
            .enableScaling(true);
    }
}

2. 手势事件绑定

通过 OnTouchListener 将手势事件传递给 NodeGestureController：

touchView.setOnTouchListener(new View.OnTouchListener() {
    @Override
    public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
        // 将触摸事件传递给手势控制器
        NodeGestureController.getInstance().onTouch(event);
        return true;
    }
});

3. 模型交互逻辑

在 InteractiveScene 中，通过 onTap 方法实现点击交互：

@Override
public void onTap(HitTestResult hitTestResult, MotionEvent motionEvent) {
    // 获取点击的节点
    Node node = hitTestResult.getNode();
    if (node != null) {
        // 高亮选中节点
        node.setHighlighted(true);
    }
}

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流程图

以下为手势交互的流程示意图：

---

功能实现细节

1. 旋转功能

通过 NodeGestureController 的 enableRotation 方法启用旋转功能。旋转角度根据手指移动的距离计算：

// 启用旋转
NodeGestureController.getInstance().enableRotation(true);

2. 平移功能

通过 enableTranslation 方法启用平移功能，模型位置随手指移动：

// 启用平移
NodeGestureController.getInstance().enableTranslation(true);

3. 缩放功能

通过 enableScaling 方法启用缩放功能，模型大小随手指间距变化：

// 启用缩放
NodeGestureController.getInstance().enableScaling(true);

---

表格：手势交互参数配置

功能	方法	参数说明
旋转	enableRotation	true 启用，false 禁用
平移	enableTranslation	true 启用，false 禁用
缩放	enableScaling	true 启用，false 禁用

---

总结

通过 InteractiveScene 和 NodeGestureController，开发者可以快速实现复杂的交互式场景。本案例展示了如何利用手势控制模型的旋转、平移和缩放，为 AR 应用提供了丰富的交互体验。

【免费下载链接】Sceneform-EQR Sceneform-EQR 是EQ对谷歌“sceneform-android-sdk”的扩展，适用于图形和视频，以及增强现实（AR）和虚拟现实（VR）相关领域。它目前集成了 ARCore、AREngine 和 ORB-SLAM，提供多种场景选项，包括 AR 场景、VR 场景和自定义背景场景，以满足不同的原生三维开发需求。 项目地址: https://gitcode.com/EQXR/Sceneform-EQR