Unity3d--AR/MR 技术

2023-11-11

一.作业要求

1、图片识别与建模
2、虚拟按键小游戏
3、开发城市定向越野运动 MR 游戏【可选】
游戏要求：

准备：
- 选择为每个用户准备一套拼图图片（含干扰图片），按一定策略发布到目标位置（随机位置偏移）
- 越野地图一张
开始游戏：
- 玩家在起点，用手机在起点附近，捕捉图片并显示第二个目标
- 然后每到一个目标位置，捕捉与前面捕捉的图片可拼接的图片，拼接成功，则显示下一个目标
游戏结束：
- 玩家到达终点的时间最短者胜

二.具体实现

首先是AR的介绍：增强现实（Argumented Reality (AR)）是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。
接着根据教程下载安装AR SDK：进入Unity3d，选择File->Build Settings->PlaySettings->XRSettings，点击支持虚拟现实即可开始下载Vuforia。
在这里插入图片描述
接着是申请密钥，进入vuforia官网，点击右上角注册，接着点击Develop->LicenseManager->Get Development Key

根据提示创建以后一个项目就创建好了。

然后添加数据库用于保存识别图的数据。点击Develop->Target Magager->Add Database
在这里插入图片描述

这里选择Single Images做为识别图并填写Width，我填写的是0.3m，我选择的图片如下，这样便创建好数据库了。

上传之后会生成识别图的特征点数据包，Vuforia还会为你的识别图打分，星级越高说明识别效果越好。图像的星级我们会注意到将识别图上传到数据库时，target项右侧会有星级显示，星级越高代表识别图的质量越高。经试验，影响识别图最主要的因素就是待识别图的对比度，这里应该要极力避免使用有很多连续相同或相似大色块的图片，因为分析识别图特征点的原理是根据色块边缘来决定的，色彩变化越丰富，色块边缘、棱角就越多，进而特征点就越多，而特征点越多就意味着识别图质量越高。另外，以下三点是识别图质量最主要影响的三个方面：

星级越高越容易识别
星级越高识别速度越快
星级越高更不容易出现抖动
可以看到我选择的是别吐为4星。

接着下载数据库，点击Download Database->Unity Editor，得到一个Unity包。

接着在Unity中创建ARCamera

然后点击Vuforia Configuration，复制之前的License Key粘贴到App License Key中。

接着创建游戏对象ImageTarget，然后双击之前下载好的数据库的Unity包，便可导入这个Unity包，然后再Image Target Behaviour中选择自己导入的数据库。在Advanced中点击Add Virtual Buttion即可创建虚拟按钮了，需要注意的是虚拟按钮需要在识别图之内。

接着调整ARcamera和ImageTarget的位置，保证camera能够照到ImageTarget

最后是代码实现，脚本挂在ImageTarget上，先找到子对象中所有按钮，然后一点击按钮就切换物体位置。

using System.Collections;

using System.Collections.Generic;

using UnityEngine;

using Vuforia;



public class control : MonoBehaviour, IVirtualButtonEventHandler { 

    private GameObject dra;

    void Start() {

        VirtualButtonBehaviour[] vbs = GetComponentsInChildren<VirtualButtonBehaviour>(); 

        for (int i = 0; i < vbs.Length; ++i) vbs[i].RegisterEventHandler(this);

        dra = transform.Find("dragon").gameObject;

    }



    public void OnButtonPressed(VirtualButtonBehaviour vb){

        switch (vb.VirtualButtonName){

            case "vb1":

                dra.transform.position = new Vector3(0.2f, 0f, 0f);

                break;

            case "vb2":

                dra.transform.position = new Vector3(-0.2f, 0f, 0f);

                break;

        }

    }

    public void OnButtonReleased(VirtualButtonBehaviour vb){

        switch (vb.VirtualButtonName){

            case "b1":

                break;

            case "b2":

                break;

        }

    }

}

这样就完成了图片识别与建模和虚拟按键小游戏两个任务，最后实现图如下
在这里插入图片描述

三.实验总结及思考

在这次作业中我第一次接触到了AR技术并实现了简单的AR小游戏，学习了Vuforia在Unity中的使用方法，也让我体会到了AR的奇妙之处。这次作业也是3d课程的最后一次作业，在一学期的3d课程的学习之中我也学习到了很多，从最基础的Unity小游戏开始一步步变难，我也对Unity的适用于变成越来越熟悉，这些都使我受益匪浅。最后也感谢老师和TA的悉心教导以及师兄师姐博客的鼎力支持。
Github地址：ARButton
演示视频：AR制作虚拟按钮

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