Hololens Spatial Mapping功能实现

最新推荐文章于 2022-10-13 14:47:11 发布

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分类专栏： AR/MR 资讯文章标签： Hololens AR Spatial Mapping

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HoloToolkit项目是一组开发包，是微软基于unity内置的底层API封装的一套工具集合，帮助我们快速使用Unity集成开发hololens应用。

本文主要通过源码研究其中Spatial Mapping的实现，学会如何使用实现自己的三维空间重建。

0x00 组件结构

Spatial Mapping目录下有很多内容，其中Prefabs目录里有我们可以直接使用的预置组件，本文关注的重点是Scripts目录的脚本。组件目录结构如下：

本文重点研究SpatialMappingObserver.cs和SpatialMappingSource.cs，这是当前组件的核心内容。

0x01 SpatialMappingObserver.cs

源码地址：https://github.com/Microsoft/HoloToolkit-Unity/blob/master/Assets/HoloToolkit/SpatialMapping/Scripts/SpatialMappingObserver.cs

我们先分析其属性，如下：

[代码]：

 
//每立方米网格三角形数量，控制mesh质量
 
        public float TrianglesPerCubicMeter = 500f;
 
 
 
       //当前Observer检测的空间范围
 
        public Vector3 Extents = Vector3.one * 10.0f;
 
 
 
        //刷新时间间隔
 
        public float TimeBetweenUpdates = 3.5f;
 
 
 
        //用于扫描空间平面的核心组件
 
        private SurfaceObserver observer;
 
 
 
        //存储已构建的空间网格对象
 
        private Diction<a href="http://www.52vr.com/armr/" style="font-weight: bold;color: ;" target="_blank">AR</a>y<int, gameobject=""> surfaces = new Dictionary<int, gameobject="">();
 
 
 
        //SurfaceData队列，用于生成空间mesh
 
        private Queue<surfacedata> surfaceWorkQueue = new Queue<surfacedata>();
 
 
 
        //为了避免同一时刻生成太多mesh，保证同一时刻只生成一个mesh，这个变量用于判断当前时刻是否有mesh正在创建
 
        private bool surfaceWorkOutstanding = false;
 
 
 
        //用于追踪Observer对象上次更新时间
 
        private float updateTime;
 
 
 
        //表示当前扫描状态，Running和Stopped两种状态
 
        public ObserverStates ObserverState { get; private set; }</surfacedata></surfacedata></int,></int,>

再分析其程序逻辑及流程：

Awake（）方法最先被执行，这里对SurfaceObserver对象进行了初始化。

[代码]：

 
private void Awake()
 
       {
 
           observer = new SurfaceObserver();
 
           ObserverState = ObserverStates.Stopped;
 
       }

接下来是Start（）方法，里面设定了扫描的空间范围。

[代码]：

 
private void Start()
 
        {
 
            observer.SetVolumeAsAxisAlignedBox(Vector3.zero, Extents);
 
        }

Update（）方法中则会根据当前状态来调用API请求空间表面信息或者生成mesh对象

[代码]：

 
private void Update()
 
        {
 
             
 
            if (ObserverState == ObserverStates.Running)
 
            {
 
                // 如果当前没有再生成mesh，且SurfaceData中有需要生成mesh的对象
 
                if (surfaceWorkOutstanding == false && surfaceWorkQueue.Count > 0)
 
                {
 
                     
 
                    SurfaceData surfaceData = surfaceWorkQueue.Dequeue();
 
 
 
                    // 如果能成功请求到mesh对象，当前任务状态变为生成mesh中
 
                    surfaceWorkOutstanding = observer.RequestMeshAsync(surfaceData, SurfaceObserver_OnDataReady);
 
                }
 
                //如果当前没有任务运行且上次更新距现在大于时间间隔，则重新请求SurfaceData数据
 
                else if (surfaceWorkOutstanding == false && (Time.time - updateTime) >= TimeBetweenUpdates)
 
                {
 
                    observer.Update(SurfaceObserver_OnSurfaceChanged);
 
                    updateTime = Time.time;
 
                }
 
            }
 
        }

SurfaceObserver_OnDataReady（）事件方法用于处理使用SurfaceData请求到的mesh对象信息，用于后续的使用，比如处理其材质效果等。

[代码]：

 
private void SurfaceObserver_OnDataReady(SurfaceData cookedData, bool outputWritten, float elapsedCookTimeSeconds)
 
        {
 
            GameObject surface;
 
            if (surfaces.TryGetValue(cookedData.id.handle, out surface))
 
            {
 
                // 设置 renderer组件的材质.
 
                MeshRenderer renderer = surface.GetComponent<meshrenderer>();
 
                renderer.sharedMaterial = SpatialMappingManager.Instance.SurfaceMaterial;
 
                //是否渲染mesh对象
 
                renderer.enabled = SpatialMappingManager.Instance.DrawVisualMeshes;
 
 
 
                if (SpatialMappingManager.Instance.CastShadows == false)
 
                {
 
                    renderer.shadowCastingMode = UnityEngine.Rendering.ShadowCastingMode.Off;
 
                }
 
            }
 
 
 
            surfaceWorkOutstanding = false;
 
        }</meshrenderer>

SurfaceObserver_OnSurfaceChanged（）事件方法用于处理SurfaceObserver获取到的空间表面数据，用于后续的请求mesh对象操作。

[代码]：

 
private void SurfaceObserver_OnSurfaceChanged(SurfaceId id, SurfaceChange changeType, Bounds bounds, System.DateTime updateTime)
 
        {
 
            // 判断当前扫描状态
 
            if (ObserverState != ObserverStates.Running)
 
            {
 
                return;
 
            }
 
 
 
            GameObject surface;
 
 
 
            switch (changeType)
 
            {
 
                 
 
                case SurfaceChange.Added:
 
                case SurfaceChange.Updated:
 
                    // 检测当前表面是否已被扫描过
 
                    if (!surfaces.TryGetValue(id.handle, out surface))
 
                    {
 
                        // 创建一个和当前表面关联的mesh对象
 
                        surface = AddSurfaceObject(null, string.Format("Surface-{0}", id.handle), transform);
 
 
 
                        surface.AddComponent<worldanchor>();
 
 
 
                        // 将surface对象加入已知空间表面字典
 
                        surfaces.Add(id.handle, surface);
 
                    }
 
 
 
                    // 请求生成或更新对应的mesh对象
 
                    QueueSurfaceDataRequest(id, surface);
 
                    break;
 
 
 
                case SurfaceChange.Removed:
 
                    // 移除关联的mesh对象
 
                    if (surfaces.TryGetValue(id.handle, out surface))
 
                    {
 
                        surfaces.Remove(id.handle);
 
                        Destroy(surface);
 
                    }
 
                    break;
 
            }
 
        }</worldanchor>
 本文转自：52VR.com  Hololens http://www.52vr.com/article-794-1.html