GIS的VR支持：CityEngine如何通过Unity支持HTC Vive？

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作者：Markus Lipp
时间：2017年9月12日

Esri CityEngine是将城市模型和其他3D GIS内容引入虚拟现实（VR）的好工具。它允许您为手机（见ArcGIS 360 VR）和台式PC创建VR体验。

在这篇博文中，我们将逐步描述如何快速将3D数据导入桌面VR头戴式设备，如HTC Vive。为了在VR中的3D环境中进行交互和导航，我们还将展示如何简单地设置手动控制器和传送功能。

作为3D数据集的示例，我们使用CityEngine City Wizard创建的虚拟城市，该数据可以通过欢迎屏幕或通过 File menu – New – City向导轻松访问。

导出你的城市环境

作为第一步，选择城市的中心部分，然后转到File – Export Models。

Autodesk FBX在CityEngine和Untiy中都很出色。在下一个对话框中，您可以调整一些参数。 Simpify Terrain Meshes用于减少平坦区域中的三角形数量，对于良好的性能来说很重要。还可以选择 Create Texture Atlases，这样可以减少绘制次数。（译者注：将多个纹理打包为单一纹理，并通过纹理坐标来访问对应区域可以减少底层渲染引擎的消耗）您可以进一步选择Embed Textures“以更容易地在Unity使用这些数据。您可能需要向下滚动才能找到这些选项。

导入到Unity

所得到的FBX文件可以在CityEngine Navigator的’models‘文件夹中找到。将此文件拖放到空的Unity场景的资源文件夹中。

然后将城市拖动到“Hierarchy ”视图中。它也将出现在3D场景视图中。双击Hierarchy视图中的城市，然后放大一些。现在，我们来调整相机的位置。选择Main Camera并使用移动工具将其放置在街道上。小Camera Preview会有帮助的。

设置VR

要启用VR，请转到Edit – Project Settings – Player，并勾选检查器的Virtual Reality Supported。

默认情况下只添加Oculus SDK，但这不适用于HTC Vive。要添加Vive支持，请单击小的“+”符号，然后单击OpenVR。 OpenVR可以适用于Oculus和HTC Vive。将OpenVR拖到Oculus前面，或者简单地删除Oculus。
按3D视图上方的Play 按钮。如果SteamVR和VR眼镜安装正确，将显示一个小的SteamVR弹出窗口，城市将显示在VR中。如果在SteamVR弹出窗口中出现警告，请参阅HTC Vive或Oculus Rift设置说明以寻求帮助。

添加移动

我们现在有一个与初始相机定位的场景。如果你有足够大的房间，你可以自身走动一下去探索街道。但是，您如何浏览更大的区域？

传统上，3D游戏使用控制器输入实现连续运动。然而，在VR中，许多用户会引起不适，因为移动的视觉刺激与静止的感觉不符。

一个解决方案是使用传送移动。用户直接在不同的位置之间切换，而不是连续旅行。幸运的是，这在Unity中很容易实现。首先，单击Window – Asset Store。可能会要求您登录，然后搜索SteamVR插件，然后单击Import。在“SteamVR Settings”对话框中，单击“Accept All”。

将文件夹“SteamVR / InteractonSystem / Core / Prefabs”中的“Player prefab”拖放到“Hierarchy”中。就像我们之前使用Main Camera一样，将其移动到3D场景中的一个不错的位置。然后删除主相机，因为Player prefab已经包含相机。

现在，将一些来自SteamVR / InteractonSystem / Teleport / Prefabs的TeleportPoint prefabs拖放到3D视图中，并将Teleporting预制拖放到Hierarchy*中。为了更方便地在更大的场景中传送，您可以增加传送参数中的弧距。

当您启动场景时，您现在可以通过点击Vive控制器并传送到传送点上的绿色路径来传送到这些位置。

运行起来，它与Oculus Touch一样的出色。

您还可以添加传送区域：双击3D视图中的街道，然后创建副本。单击检查器中的Add Component，并添加传送区域以及Mesh Collider。

现在你可以在VR中这条街上的任何地方传送。

调整场景

你可能会注意到树木看起来有点怪异。要修复此问题，请单击Assets/Materials，然后选择所有绿色树材料。然后在检查器中选择Cutout作为渲染模式。这将从透明部分中删除高亮部分。

拧

结论

在CityEngine和Unity中使用几个简单的步骤和预置功能，您可以创建引人入胜的VR体验。通过添加额外的插件，如SteamVR运动系统，可以改进体验。

您可以添加进一步的简单调整来提高视觉质量：通过在Unity中添加屏幕空间环境遮挡（SSAO）提高对细节的深度感知。 Unity还为现实阴影提供了全球照明解决方案。

在VR中显示更大的城市时，重要的是要注意表现。 理想情况下，它应该运行90fps，以达到舒适的VR体验。 为了提高性能，可以在Unity中启用Single-Pass立体渲染。 此外，CityEngine的基于规则的性质可以为几何形状创建不同的细节级别，例如将较少的细节添加到远处的建筑物中。 由于Unity的多平台特性，很容易在多个平台上部署VR体验。 例如，它与HTC Vive和Oculus Rift兼容，还可以为Windows全息照相机添加Microsoft Hololens支持。 我们将进一步完善这一工作流程，使GIS2VR在未来更加容易。 你有兴趣看到为Unreal Engine等提供的指南吗？ 我们很乐意收到到您的反馈。

译者注：Markus属于苏黎世研发中心，在I3S的设计和实现过程中，也曾和他远程合作过一段时间。