体感Kinect结合Unity3D引擎开发虚拟现实AR
2015年的第一场源创会，由 @爱吃鱼的猫大哥 做了一篇虚拟现实—我们能做的其实很多的猪蹄，主要介绍了增强现实框架-MetaioSDK开发包，我想大家对于这个主题肯定吃的还不够过瘾，那么今天就在来点猛料，满足大家欲望！由于公司业务需要，我也用这个sdk做过Android上一个虚拟现实app小例子，毕竟收费，有一些功能不付费体验不到，在加上后面跟上需要做一个大型户外体验的虚拟项目，综合考虑选择微软体感Kinect结合Unity3D引擎开发虚拟现实AR！ @红薯 是不是后面考虑让我参加一期嘉宾演讲了，哈哈！废话不多扯，直接上干货！
首先上好猪蹄和各种佐料：
大概的流程：Kinect打开之后运行，unity通过绑定的脚本会首先获取RGB流和Depth流，以及骨骼数据（主要为识别手势和人多位置做准），其次通过脚本获取各种手势，以及位置，比如SwipeRight没右手挥动一次，就会切换一个例子场景直接与实时拍摄的场景完美融合（效果图稍后呈上），包括RaiseRightHand会出现流星撞地面，感觉像世界末日的感觉。最后就是同时利用unity的GuiTexture实时显示RGB流！说了那么多先上一张效果图感受下激情摧毁办公室：
好了，材料准备好了，该看的都看了，接下来重点来了，就是放干货一步一步看看怎么做出来：
第一步，也是最重要的一步，就是实现3D模型显示在平面2D图片上面，这个用unity真的很方便，首先需要添加一个摄像机Camera，并在摄像机Depth属性设置为-1，在MainCamera设置为0，说明背景层是最深，其他model所在的相机的Depth是0，这样确保3D模型在背景的前面！这里面有一点需要注意的就是一定要保证MainCamera和所有的模型的layer都在Defaule层！（在这里不得不说unity真的很方便）！
在第一步基础上，第二步实现把Kinect获得RGB流显示出来，这个如果大家不会封装可以利用Kinect结合Unity3D引擎开发体感游戏（一） 里面的卡耐基梅隆的kinectWrapper.unitypackage，我这个就是在这个基础上修改的拓展了不少新功能，目前可以支持KinectSdk1.8版本！如果你比较熟悉unity，可以这样做：
注：kinect封装脚本代码过多，这里接贴出一些关键点，不是很清楚，可以看卡耐基梅隆包，里面实现方法都差不多
void Update ()
{
KinectManager manager = KinectManager.Instance;//RGB流封装在这个脚本里面
if(manager && manager.IsInitialized())
{
//利用GetUsersClrTex()函数获得Texture2D的RGB流！
this.renderer.material.mainTexture = manager.GetUsersClrTex();
/*******************在KinectManager脚本里面函数实现*********************/
public Texture2D GetUsersClrTex()
{
return usersClrTex;
}
/*******************************************/
到了这一步，就可以把这个脚本直接绑定到Plane对象！这个时候RGB流就显示出来了！如果你和我一样用plane对象，有一个地方需要注意，就是它的属性的Tiling的x设置为-1（这里在扯一句废话，不清楚的可以先了解下unity怎么用，在来看可能更快）。
第三步，在第二步基础上，绑定Tornado（龙卷风）模型，绑定这个模型是为了让Tornado跟着人一起平移运动，人道哪里，Tornado就跟随着！直接看代码：
void Update ()
{
KinectManager manager = KinectManager.Instance;
if(manager && manager.IsInitialized())
{
this.renderer.material.mainTexture = manager.GetUsersClrTex();
int iJointIndex = (int)TrackedJoint;
if(manager.IsUserDetected())
{
uint userId = manager.GetPlayer1ID();
if(manager.IsJointTracked(userId, iJointIndex))
{
//获得需要绑定骨骼点的X,Y,Z坐标，绑定Tornado
Vector3 posJoint = manager.GetRawSkeletonJointPos(userId, iJointIndex);
Vector2 posDepth = manager.GetDepthMapPosForJointPos(posJoint)；
Vector2 posColor = manager.GetColorMapPosForDepthPos(posDepth);
float scaleX = (float)posColor.x / KinectWrapper.Constants.ImageWidth;
float scaleY = 1.0f - (float)posColor.y / KinectWrapper.Constants.ImageHeight;
Vector3 localPos = new Vector3(scaleX * 10f - 5f, 0f, scaleY * 10f - 5f);
Vector3 vPosOverlay = transform.TransformPoint(localPos);
//保证Tornado一直是水平移动
if(OverlayObject)
{
double num_y = -11.9;
double num_z = -4.52;
vPosOverlay.y = (float)num_y;
vPosOverlay.z = (float)num_z;
OverlayObject.transform.position = vPosOverlay;
}
}
}
}
}
这里在扯一句废话，这个代码编辑，有很大的提高空间！
第四步，这个让Tornado已经随人一起移动，接下来实现RaiseRightHand和SwipeRight切换粒子场景，直接上代码
//这个就是手势判定产生动作切换场景代码
if(slideChangeWithGestures && gestureListener)
{
if(gestureListener.IsSwipeLeft())
{
m_CurrentElementIndex++;
m_CurrentParticleIndex = 0;
ShowParticle();
RotateToNext();
}
else if(gestureListener.IsSwipeRight())
{
m_CurrentElementIndex++;
m_CurrentParticleIndex = 0;
ShowParticle();
RotateToPrevious();
}
else if(gestureListener.IsRaiseRightHand())
{
m_CurrentElementIndex = 6;;
m_CurrentParticleIndex = 0;
ShowParticle();
RotateToPrevious();
}
else if(gestureListener.IsRaiseLeftHand())
{
m_CurrentElementIndex = 7;
m_CurrentParticleIndex = 0;
ShowParticle();
RotateToPrevious();
}
}
那么里面的ShowParticle() 函数和 RotateToPrevious()函数的作用分别是：
ShowParticle() ：主要切换显示不同场景粒子效果，比如Rain、Snow、Lighting等效果。上实现代码：
#region Functions
void ShowParticle()
{
if(m_CurrentElementIndex == 6 && m_CurrentElementIndex == 7)
{
;
}
else if(m_CurrentElementIndex<0)
{
m_CurrentElementIndex = 5;
}
if(m_CurrentElementIndex==0)
{
music.Stop();
m_CurrentElementList = m_PrefabListFire;
m_ElementName = "FIRE";
music.PlayOneShot(theSound);
//music.Play();
}
else if(m_CurrentElementIndex==1)
{
music.Stop();
m_CurrentElementList = m_PrefabListWater;
m_ElementName = "WATER";
music.PlayOneShot(theSound);
//music.Play();
}
else if(m_CurrentElementIndex==2)
{
music.Stop();
m_CurrentElementList = m_PrefabListWind;
m_ElementName = "WIND";
music.PlayOneShot(theSound);
//music.Play();
}
else if(m_CurrentElementIndex==6)
{
music.Stop();
m_CurrentElementList = m_PrefabListEarth;
m_ElementName = "EARTH";
music.PlayOneShot(theSound);
//music.Play();
}
else if(m_CurrentElementIndex==3)
{
music.Stop();
m_CurrentElementList = m_PrefabListThunder;
m_ElementName = "THUNDER";
//music.PlayOneShot(theSound);
music.Play();
}
else if(m_CurrentElementIndex==4)
{
music.Stop();
m_CurrentElementList = m_PrefabListIce;
m_ElementName = "ICE";
music.PlayOneShot(theSound);
//music.Play();
}
else if(m_CurrentElementIndex==5)
{
music.Stop();
m_CurrentElementList = m_PrefabListLight;
m_ElementName = "LIGHT";
music.PlayOneShot(theSound);
//music.Play();
}
else if(m_CurrentElementIndex==7)
{
music.Stop();
m_CurrentElementList = m_PrefabListDarkness;
m_ElementName = "DARKNESS";
music.PlayOneShot(theSound);
//music.Play();
}
if(m_CurrentElementIndex == 5 || m_CurrentElementIndex == 6 || m_CurrentElementIndex == 7)
{
m_CurrentElementIndex = 0;
}
if(m_CurrentParticleIndex>=m_CurrentElementList.Length)
{
m_CurrentParticleIndex = 0;
}
else if(m_CurrentParticleIndex<0)
{
m_CurrentParticleIndex = m_CurrentElementList.Length-1;
}
m_ParticleName = m_CurrentElementList[m_CurrentParticleIndex].name;
if(m_CurrentParticle!=null)
{
DestroyObject(m_CurrentParticle);
}
m_CurrentParticle = (GameObject) Instantiate(m_CurrentElementList[m_CurrentParticleIndex]);
music.volume = musicVolume;
}
#endregion {Functions}
RotateToPrevious()：主要也是切换场景，不过不是粒子，是为了切换一个立方体，以提示切换场景成功信号（主要是考虑用户体验性）！还是上代码吧！
private void RotateToNext()
{
tex = (tex + 1) % maxTextures;
if(!isBehindUser)
{
side = (side + 1) % maxSides;
}
else
{
if(side <= 0)
side = maxSides - 1;
else
side -= 1;
}
if(horizontalSides[side] && horizontalSides[side].renderer)
{
horizontalSides[side].renderer.material.mainTexture = slideTextures[tex];
}
float yawRotation = !isBehindUser ? 360f / maxSides : -360f / maxSides;
Vector3 rotateDegrees = new Vector3(0f, yawRotation, 0f);
targetRotation *= Quaternion.Euler(rotateDegrees);
isSpinning = true;
}
然后将脚本绑定到camera或者自己需要的对象物体上，这样就可以控制切换场景了，至于手势判定，这个只需要你获得了骨骼数据了，是很好写出来手势判定的，这里就不赘述了！
第五步，我们就看看效果吧，直接上图：
下图为：流星撞地球，激情毁灭办公室
下图为闪电效果：
下图为龙卷风效果：
下图为下雨效果：
真正的效果，可能截图感觉不是逼真，但是在程序跑的时候，感觉会好很多，图像不是很清晰主要一是kinect的分辨率只有640*480，二来室内还没开灯，有一张闪电图片就是开灯了，就会清楚多！
后期计划：加入高清摄像头，使2D画面更加清晰；
添加更多音效；
加入更多手势动作判断，更多互动使其更好玩。
这篇文章主要比较简单介绍了下虚拟现实，希望可以起到一个抛砖引玉的作用，欢迎指正，谢谢！