【加餐】如何在SteamVR 2 中替换手部模型

根据学员朋友的反馈,新增3节加餐课时,关于如何在新版SteamVR中基于Skeleton Input实现手部模型的替换。

在VR应用程序中,要呈现自制的手部模型,传统的方式是直接将模型导入,放置在手柄控制器所代表的游戏对象下面。

这类方案虽然可以实现快速替换,但是当体验者通过控制器按键进行交互时,比如按下Trigger或Grip键,手部的模型并不能够像Interaction System中的Hand一样做出相应的姿态及过程,开发者在这种情况下需要根据用户的输入编写代码调用不同的手部动画来实现,而且类似于拇指在Touchpad表面滑动这样的交互,实现起来相对困难。

新版SteamVR Unity插件(2.x)中提供了基于骨骼输入的Skeleton Input(骨骼输入)功能,借由SteamVR_Behaviour_Skeleton组件能够驱动绑定的骨骼信息,在程序运行时自动实现相应的手部“动画”。

最终效果

SteamVR会将像Valve Index这样的手柄控制器所跟踪到用户手部骨骼信息,通过Skeleton Input功能模块将这些运动数据反映到虚拟场景中的手部模型上,从而提升沉浸感体验。如下图所示,Index控制器能够获取中指、无名指、小拇指等骨骼运动数据。


Valve Index Controller

而对于像HTC VIVE这样的手柄控制器,虽然没有额外的传感器来识别用户手部的骨骼信息,但是SteamVR能够根据用户的输入,估算出大概的手部姿态,同样能够反映到场景中的手部模型上。

原理

Skeleton Input(骨骼输入)功能使用核心组件SteamVR_Behaviour_Skeleton实现,在程序运行时,动态更新手部的姿态。在该组件的源代码中,UpdateSkeletonTransforms()函数会遍历所获取到的所有骨骼节点,调整它们的位置和旋转信息,从而实现响应用户输入的机制。更多细节可参考该组件的源代码。


SteamVR_Behaviour_Skeleton部分源码

在这里需要与另外一个组件SteamVR_Skeleton_Poser区别开来,前者是在不与游戏对象接触时的手部动作,而后者是游戏对象被抓取以后呈现手部姿态。

要实现基于Skeleton Input进行手部模型替换的目的,需要进行以下两大部分的工作:

  1. 将自制的手部模型进行骨骼绑定,以符合SteamVR的标准
  2. 为模型挂载SteamVR_Behaviour_Skeleton组件并设置属性,制作Render Model所需要的预制体

对于第一步,之所以要制作符合SteamVR 的标准,如上所述,在于SteamVR_Behaviour_Skeleton组件需要获取到所有的骨骼信息,以便在程序运行时动态调节这些关节点的位置和旋转角度,而对于这些骨骼对象的引用路径,都被预定义在了一个SteamVR_Skeleton_JointIndexes静态类中,见下图:


SteamVR_Skeleton_JointIndexes静态类

所以,对于绑定到模型的骨骼,数量和组织顺序必须与类中的定义保持一致。不同的模型具有不同的骨骼绑定信息甚至没有。

模型设置

SteamVR提供了符合自己标准的骨骼绑定文件,在绑定前可以将左右手的骨骼信息分别导入到3D内容制作软件(如Blender)中进行快速绑定而不用手动创建所需要的骨骼。如下图所示。



具体的文件存放位置为:Steam安装目录\steamapps\common\SteamVR\resources\skeletons。在3D内容制作软件中,需要做的工作主要是以下三部分:

  1. 将骨骼重定位并绑定到自制模型对应的关节点上
  2. 对骨骼权重进行重新分配,俗称"刷权重",以符合更加自然的手指运动
  3. 使辅助骨骼不影响手部模型


    Blender中的骨骼绑定效果

组件设置

将模型导出并导入到Unity中以后,将其转换为预制体并挂载SteamVR_Behaviour_Skeleton组件,设置以下三个属性:

Input Source:输入来源。确定驱动骨骼的手柄控制器来自右手或左手。
Skeleton Root:骨骼根节点。该属性指定组件从何处开始取得其下所有子节点的Transform然后将其赋予到声明的bones数组中。
Only Set Rotations:确保勾选,这样在呈现自制模型时不会考虑模型缩放因素而影响模型的呈现效果。


组件设置

组件设置完毕以后,将制作的预制体指定到Hand使用的Render Model预制体的Hand Prefab属性中。

这样便实现了模型替换的功能,以上仅为一般思路。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,080评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,422评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,630评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,554评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,662评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,856评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,014评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,752评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,212评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,541评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,687评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,347评论 4 331
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,973评论 3 315
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,777评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,006评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,406评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,576评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容