Unity AR
带你开发类似Pokemon Go的AR游戏(1)
-- 作者 谢恩铭 转载请注明出处
公众号「程序员联盟」ProgrammerLeague
原文：http://www.jianshu.com/p/cc615cce0576
这一课内容实在太多，如果写成文章，我需要截图几百张，因此我把这套课程录制成了视频教程，发布在慕课网上，完全免费：http://www.imooc.com/learn/844
前言
Pokemon Go, 译名"精灵宝可梦"：
对于Pokemon Go，大家应该不陌生，是「口袋怪兽」的意思，之前火爆全球。由 Niantic Labs 这个 Google 旗下的公司开发，联合任天堂等公司制作发行。
这款游戏的下载量在 App Store 和 Android 的 Google Play 上都达到上亿次。任天堂股价更是大涨了几百亿美元。
这个游戏简单的说就是可以让你用移动设备在全世界（除了我们伟大的祖国和一些国家…）地图上抓虚拟的宠物小精灵。
近日, Pokemon Go的热潮还在继续，虽然没有之前那么火爆，但我身边好几个朋友和同事都开始玩这款游戏了。
我没玩过这款游戏，看过别人玩。我对AR和VR技术感兴趣，而不是游戏本身。
我才知道，之前法国的App Store还没有正式上架这款游戏。所以法国人还玩不到这款游戏。当然了，在法国的中国人都知道可以去其他渠道下载，但法国人不知道（是蠢萌吗？:P）。
昨天我心血来潮，想着：这Pokemon Go到底是什么游戏引擎开发的呀？就去网上查了一下。
原来这款火遍全球，拉动任天堂股价好多亿的游戏是Unity 3D开发的，搭配其他SDK，比如地图，AR，坐标转换等。
自己动手
因此，我很想自己也来做一个简易的Pokemon Go的小游戏，可以有一只精灵在手上飞舞。如下图这样, 会扇动翅膀的:
要做这样一个小游戏不是很难。我会带大家做一个，今天先把游戏开发环境搭建起来，下载所用素材。下一课就可以开发啦, 之后会把项目开源在我的Github上。
说起Unity 3D，我还是挺有感情的。
Unity 3D是一个著名的游戏引擎，它很年轻，但已享誉世界。
当然了，我绝对不希望大家沉迷游戏。可以看我之前的文章：【现身说法】玩游戏不如自己开发游戏
全球有不少游戏是用Unity 3D开发的，例如著名的暴雪的《炉石传说》，《跑跑卡丁车》手机版，《神庙逃亡 2》，《愤怒的小鸟 2》，还有《坎巴拉太空计划》等, 再到现在的Pokemon Go。
2013年我第一次接触Unity 3D，那是参加Intel（英特尔）携手CSDN举办的Perceptual Computing Challenge（感知计算大赛），比赛在全球还是引起了很大反响。
我用Unity 3D结合英特尔的感知摄像头和感知计算SDK, 开发了一个模仿Fruit Ninja(水果忍者)的游戏, 那时我还太稚嫩(现在也没好到哪里去好嘛), 没有获奖。源码在这个链接 https://github.com/frogoscar/MyFruitSlasher_20130923_final, 不过因为要安装2013年那时的Interl感知SDK, 还需要NGUI, 要运行还需要Intel感知摄像头(那时候比赛第一阶段结束后被选上, Intel免费寄来的), 所以早都不更新了, 大家就吐槽一下就好了, 哈哈。
现在回头看看，那时候一些优秀参赛者开发的游戏就类似AR（增强现实）。
大家可以参看这个链接, 是获奖选手或队伍的 Showcase (展示场所)：
https://software.intel.com/sites/campaigns/perceptualshowcase/winners.htm
例如：
获得游戏组第一名的是来自中国的参赛队(为国争光了)，他们开发了一个霸王龙养成游戏:
https://software.intel.com/sites/campaigns/perceptualshowcase/arpedia.htm
有意思哦!
Unity 3D的优势是开发上手很快, 我2014年和一个在法国的朋友一起用Unity 3D制作了几个手游, 可以看游戏蛮牛的这个链接 http://www.manew.com/thread-19397-1-1.html, 是对我们的报道。我们还自己组建了小小的工作室, 可惜后来朋友回国发展了, 就没有继续开发游戏。
我在2014年用的Unity 3D还是4.5.x版本, 后来Unity 3D 5震撼登场, 可惜我没继续开发游戏。而是把时间用在Linux嵌入式和Android开发学习上。
为什么说Pokemon Go是Unity 3D开发的呢? 可以来启动游戏看一下, 首先是Niantic的Splash界面:
各位Pokemon Go的玩家很熟悉吧~
而后有个一闪而过, 可能大家忽略的启动画面, 就是表明这款游戏是用Unity 3D打造的（made with Unity就是英语“用Unity来制作”的意思）:
哈哈, 看到Unity 3D的Logo了。
那么我们的AR小游戏的开发环境都需要些什么呢?
- Unity 3D: 必备啦, 最新版是5.4.0f3
- 一款AR引擎: 只要适配Unity 3D, 都可以
- 素材: 提供了, 当然你也可以自己设计制作
安装Unity 3D
Unity 3D可以安装在Windows, Mac OS X或Linux中, 但是对Linux支持貌似还不是很好, 官网没给出Linux的个人版下载链接(当然了, 你可以自己百度或Google, 有Linux的版本的)。
我们下载个人版(免费, 其他都老贵了)的Unity 3D:
下载链接: https://store.unity.com/download?ref=personal
请适配你的操作系统版本, 例如Windows 32位版请安装32位的Unity 3D。
下载后安装, 就和安装QQ什么的没太大区别, 不过最好不要装在Windows的C盘, 因为Unity 3D很大, 有好几个GB。
安装AR引擎SDK
安装Vuforia (它目前刚发布的6.0版新增了支持64位的Windows版Unity 3D。Mac OS X版的Unity 3D倒是64位和32位都可以...)
https://developer.vuforia.com/downloads/sdk
或者安装国产的EasyAR(支持64位的Windows版Unity 3D)
http://www.easyar.cn/
EasyAR实现步骤：
1，登录 http://www.easyar.cn/ ，注册帐号，点击首页导航“开发”选项（官方手册这里有个坑，没有提示点击开发...）；
2，申请Licence Key，然后显示。
3，在Unity3d中导入EasyAR 项目实例（HelloAR），填入KEY。
4，导入模型，拖拽到场景。
5，替换识别图，很好找。
素材
https://pan.baidu.com/s/1qYlVSPe （皮卡丘模型）
https://pan.baidu.com/s/1bBB5Au (喷火龙(其中的fbx文件带动画))
我也把皮卡丘和喷火龙的素材上传到了我的 Github 账户，地址是：https://github.com/frogoscar/pokemon_ar
安装Vuforia插件到Unity 3D中
上一课我们简单地介绍过了Vuforia，其实这个产品是高通公司（Qualcomm ）旗下的。
Vuforia不仅可用于创建增强现实应用，更可以支持整合了AR增强现实和VR虚拟现实的混合现实应用程序。
Unity 3D的Vuforia扩展插件可以使开发者非常方便地创建AR/VR应用和游戏。
要能使用此插件开发，如果你英语不错，可以直接参考Vuforia官网的安装教程：
http://library.vuforia.com/getting-started （这个是配置AR开发环境的总文档，里面有Unity 3D的配置，Visual Studio(C++)的配置，XCode (C++), Android Studio (Java/C++)的配置）。
今天我们暂不研究其他平台，先来看如何把Vuforia安装进Unity 3D中。
http://library.vuforia.com/articles/Solution/Installing-the-Unity-Extension http://library.vuforia.com/articles/Solution/Compiling-a-Simple-Unity-Project
我们下载Unity 3D的Vuforia扩展插件。
要下载Vuforia官网的软件，必须先注册一个免费账号，注册很简单。注册完毕，登录。
进入 https://developer.vuforia.com/downloads/sdk
点击Download for Unity。
下载之后的文件名字是 vuforia-unity-6-0-112.unitypackage
如何安装呢？
看这里：http://library.vuforia.com/articles/Solution/Installing-the-Unity-Extension
步骤是：
- 下载Vuforia的Unity插件 （已下载，就是vuforia-unity-6-0-112.unitypackage）
- 打开你的Unity项目，或者创建一个新项目（已完成）
- 导入Vuforia的Unity插件有两种方法：双击vuforia-unity-6-0-112.unitypackage文件，或者在Unity的菜单栏选择Assets -> Import Package -> Custom Package，然后选择vuforia-unity-6-0-112.unitypackage。
- 导入之后，Vuforia扩展会被安装进你当前的项目里，你的项目会多出一些文件夹
5.
注册和导入Vuforia证书
注册Vuforia证书
我们看这个链接
http://library.vuforia.com/articles/Solution/Compiling-a-Simple-Unity-Project
要使用Vuforia，需要生成一个License Key（证书密钥），就跟我们平时用微软的Windows操作系统需要一个证书是一样的。
需要依次做两个步骤：
- Create a License Key : 生成一个证书密钥。
- Add the License Key to your Vuforia App : 将生成的证书密钥添加到你的Vuforia应用。
首先我们来做第一步，进入以下链接:
http://library.vuforia.com/articles/Solution/How-To-Create-an-App-License
生成一个证书密钥有以下步骤（套路还挺多呀，果然做开发不容易。我走过最长的路，是你们的套路~）：
- Choose a Project Type：选择项目类型。
- Select an application type if you are developing a Consumer or Enterprise application ： 如果上面的项目类型你选择的是Consumer或Enterprise，那么需要选择一个应用类型。
- Define a name for your app ：给你的应用起个名字。
- Select the device type that your app will be installed on：选择将你的应用安装到哪种类型的设备。
- Choose a licensing option based on your requirements：根据你的需要，选择证书选项。
- Provide your Billing Information if you've chosen to use a paid license：如果你选择的是付费的证书，那么需要填写付款信息。
- Obtain your license Key：生成证书密钥。
首先，我们进入证书管理器：License Manager
如上图所示，目前我的Vuforia账户的证书管理器中还没有证书密钥，我们点击Add License Key按钮来添加一个。
https://developer.vuforia.com/targetmanager/licenseManager/createLicense
可以看到，我们有三种项目类型可以选：
- Development : 开发类型。应用不发布。
- Consumer : 消费者类型。应用会发布，供消费者使用。
- Enterprise : 企业类型。应用会发布，供公司的雇员使用。
我们来看看这些类型的价位：
https://developer.vuforia.com/pricing
可以看到Development类型是免费的。
其他两种都是要付费的。企业类型还需要联系商讨价格明细。
上图中我们看到可以安装到的操作系统平台是Android，iOS或UWP。
前两个我们很熟悉，Android和苹果的iOS系统。
UWP是什么呢？ UWP其实是Universal Windows Platform，通用微软平台。（就瞧微软1%都不到的移动市场占有率...呵呵）
因为我们只需要开发给自己来学习和演示，并不需要发布，因此选择Development。
https://developer.vuforia.com/targetmanager/licenseManager/createLicense
选择Development后，会跳出一个子页面，让我们填写项目的明细（Project Details）：
- App Name：应用名称。随便填。我们这里填了Pokemon
- Device ： 设备类型。Mobile表示移动设备，Digital Eyewear（数字眼镜）表示。我们选择Mobile
- License Key ：No Charge表示免费
点击Next按钮进入下一步：
需要勾选那个小方框（By clicking...），是同意条款。
点击Confirm（确认）
可以看到，我们的新证书密钥已经生成，就是上图中的Pokemon。
点击Pokemon蓝色字样，进入证书密钥：
之后，在Unity的Vuforia应用开发时，把上面方框里那一大段字符黏贴到相应地方即可。
添加AR摄像头到场景中
我们回到Unity中。
使用Unity进行过开发的朋友一定知道，场景里需要有一个摄像头，摄像头的类型有多种，不过得有一个，用来提供玩家的视角。
我们用Vuforia插件来开发AR应用，也需要AR类型的摄像头。
打开之前我们创建的Unity项目（UnityPokemon），我们已经添加了Vuforia的Unity插件到这个项目中。
不过目前此项目的场景中的摄像头还是默认的Unity项目的摄像头：
也就是上图左边Hierarchy窗口中的Main Camera（主摄像头）。
这下它是对着正前方的，因此看到的蓝蓝的天空（Skybox）。
我们需要先把这个Main Camera删除，添加Vuforia的AR Camera。
要删除Main Camera很简单：选中Main Camera，单击键盘上的Delete按键即可。或者也可以用鼠标右键点击Main Camera，然后在弹出的列表中选择“Delete”即可。
删除之后，我们再看Scene窗口，发现摄像头已经没有了。
而我们玩家的视角也看不到任何东西了，点击切到Game窗口，会发现黑乎乎一片：
no camera rendering 表示 “没有摄像头渲染”。
我们切回Scene窗口中，可以看到Hierarchy窗口中只剩一个Directional Light（“定向光”，用于照亮我们的场景，没有真正的光源坐标，放置在场景任何地点都不会影响光的效果。如果没有光源，即使有摄像头，玩家看到的也是黑乎乎一片）了：
我们要添加Vuforia的AR摄像头，它在哪里呢？
之前我么已经将Vuforia的Unity插件安装到我们的项目中了，因此已经有了Vuforia的AR开发素材，其中就有AR摄像头。
依次点击Project窗口中的Vuforia->Prefabs，即可看到里面有ARCamera
将这个ARCamera拖动(鼠标左键选中, 不放开, 把ARCamera拖动到我们的Scene窗口中即可)到我们的Scene中：
可以看到Hierarchy窗口中新出现了一个摄像头，是ARCamera。
导入证书到AR应用
http://library.vuforia.com/articles/Solution/How-To-add-a-License-Key-to-your-Vuforia-App要将我们之前生成的Vuforia的证书密钥导入到我们的AR项目，只需要将那一长串证书密钥黏贴到ARCamera的VuforiaBehaviour组件的App License Key的方框中。如下：
填入场景名称，例如我们填Scene1