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AR简介
Vuforia使用
- Unity内嵌的Vuforia模块
- 使用Vuforia的AR组件
- 使用AR Camera组件
- 添加虚拟按钮
AR小游戏制作

写在前面

本次项目Github地址：传送门
本次项目的视频演示地址：传送门
项目的详细内容见老师的课程网站：网站链接

AR简介

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。
混合现实(Mixed reality (MR)) 有时被称为超现实（hybrid reality），是真实和虚拟世界的合并，产生新的可视化环境，物理和数字对象实时共存且在其中交互。混合现实不仅发生在物理世界或虚拟世界中，而是融合了现实和虚拟现实，通过身临其境的技术包含增强现实和增强虚拟。
实际应用中，我们对 AR 和 MR 技术通常是不区分，简称 AR/MR 技术。

Vuforia使用

Vuforia一直是开发者最青睐的AR SDK，众多的功能以及高质量的识别技术，良好的跨平台性和兼容性，兼容目前主流的PC,Android,IOS平台。 Vuforia 引擎支持 Unity 引擎以及三个主要平台：iOS、Android 和 UWP （Windows）。所以它收到许多开发者的喜爱。

Unity内嵌的Vuforia模块

使用Unity2017以上版本就可以在安装的时候选择添加Vuforia的模块，从而能够在Unity编辑器上使用Vuforia的组件。

或者是从官网中下载（链接地址）相应的安装包。

对于2019版本，有一点坑就是需要导入相应的package，然后该包中含有一个自动执行的脚本，会将所需要安装包的链接加入到Unity2019版的包管理器中，然后自动从链接中下载所需要的资源，但是由于服务器的国外的，所以下载速度非常慢，会造成卡住不动的现象。
所以我安装了2018版的Unity来使用。

安装完成之后，需要在Unity中打开相应的设置：

然后就可以在对象树中添加相应的AR组件了：

使用Vuforia的AR组件

到官网（链接）注册一个账号，然后添加一个License Key。

然后添加数据库：

并且添加一张图片，作为识别的目标：

注意图片的识别度，星越多，越容易识别。

把数据库下载下来：

使用AR Camera组件

进入Unity，设置playsetting：

然后就可以在Unity中添加Vuforia的AR组件了：

添加AR Camera，删除原有的Camera。然后进行一点设置：

添加License和database：

数据库的添加通过导入之前我们下载的包来实现。

在场景中添加Image，就会在结构树中出现一个ImageTarget的对象。将准备好的模型添加在上面，并且调整一下位置：

运行，然后摄像头对着图片，就能够显示相应的模型了：

添加虚拟按钮

在Image Target 的 Inspecter中找到添加虚拟按钮的选项：

给虚拟按钮挂载一下代码：

using UnityEngine;
using Vuforia;public class VirtualButtonEventHandler : MonoBehaviour, IVirtualButtonEventHandler {public GameObject vb;public Animator ani;void Start() {VirtualButtonBehaviour vbb = vb.GetComponent<VirtualButtonBehaviour>();if(vbb){vbb.RegisterEventHandler(this);}}public void OnButtonPressed(VirtualButtonBehaviour vb) {ani.SetTrigger("Take Off");ani.SetBool("onPress", true);Debug.Log("Pressed!");}public void OnButtonReleased(VirtualButtonBehaviour vb) {ani.SetTrigger("Land");ani.SetBool("onPress", false);Debug.Log("Released!");}
}

其中改变了模型的动画，动画状态转换图如下：

然后为了显示button，可以在button的位置加一个平面对象（Plane），使其能够显示在屏幕中。
触碰虚拟按钮（需要完全覆盖），就能发现模型能够动起来。
项目地址：传送门

AR小游戏制作

利用AR组件制作一个简单的躲避球小游戏：

玩家控制角色（天蓝色小球），向上移动（会自然下落），从而躲避冲来的障碍小球。
碰到障碍则游戏失败

首先还是一样用到Vuforia的图像数据库，这里直接用之前的龙纹图片。
然后将我们控制的角色（一个天蓝色小球）添加为ImageTarget的子对象，就能够随着图像的识别而显示出来，基本布局很简单，上面已经有过相关的实践了。
直接来游戏设计部分：
首先需要有各种障碍出现，来躲避。所以这里可以给这些障碍制成预制体，并且挂载一个控制移动的脚本：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class Move : MonoBehaviour
{public Controller controller;public float speed = 9;Vector3 target;float time = 0;bool flag = true;// Start is called before the first frame updatevoid Start(){GameObject tmp = GameObject.Find("Bird");target = 3*tmp.transform.position - 2*this.transform.position;controller = Director.getInstance().currentSceneController as Controller;}// Update is called once per framevoid Update(){if (controller.getState() == 0) return;if (time > 5) {controller.addScore();flag = false;Debug.Log("score: " + controller.getScore());Destroy(this.gameObject);return;}time += Time.deltaTime;this.transform.position = Vector3.MoveTowards(transform.position,target,Time.deltaTime * speed);// this.transform.Translate(target*speed*Time.deltaTime);}
}

就是朝着我们控制目标的方向移动，但是这不是实时追踪，而只是设定一个初始目标位置的方向。并且设定一段时间后就消失。

而这里，场景控制器的作用就是不断地抛出障碍：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.SceneManagement;
public class Controller : MonoBehaviour, SceneController, Interaction{public PipeFactory pipeFactory;public int score = 0;float time = 0;public int state = 1;public void loadResources() {}private void Start(){score = 0;pipeFactory =  this.gameObject.AddComponent<PipeFactory>();Director director = Director.getInstance();director.currentSceneController = this;}private void Update() {if (state == 1) {GameObject tmp = null;if (time > 3){   tmp = pipeFactory.getPipe();time = 0;}else{time += Time.deltaTime;}}}public int getState() {return state;}public void addScore() {score += 1;}public int getScore() {return score;}
}

然后给我们的主角，添加一个刚体属性，使其能够受到重力作用。还要挂载一个控制脚本，这里暂时用鼠标点击来触发向上的动作：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class Fly : MonoBehaviour
{public float speed = 5.5f;private Rigidbody rig;public Controller controller;// Start is called before the first frame updatevoid Start(){rig = GetComponent<Rigidbody>();controller = Director.getInstance().currentSceneController as Controller;}// Update is called once per framevoid FixedUpdate(){if (controller == null) {controller = Director.getInstance().currentSceneController as Controller;return;}if (controller.getState() == 0) {this.transform.localPosition = Vector3.zero;rig.useGravity = false;return;}if (this.transform.position.y < -5f) {rig.useGravity = false;rig.velocity = Vector3.zero;}else {rig.useGravity = true;}if(Input.GetButtonDown("Fire1")) {rig.velocity = Vector3.up * speed;}}
}

添加碰撞检测，如果碰到了障碍就游戏失败：

private void OnCollisionEnter(Collision other)
{Controller controller = Director.getInstance().currentSceneController as Controller;controller.state = 0;Destroy(other.gameObject);}

使用工厂进行障碍物的创建：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class PipeFactory: MonoBehaviour{List<GameObject> activeList = new List<GameObject>();List<GameObject> freeList = new List<GameObject>();public GameObject getPipe() {GameObject pipe = null;GameObject img = GameObject.Find("ImageTarget");if (img != null) {if (freeList.Count > 0){pipe = freeList[0].gameObject;freeList.Remove(freeList[0]);pipe.transform.Rotate(0,0,0);}else{pipe = Instantiate(Resources.Load<GameObject>("Prefabs/Pipe"), new Vector3(8, Random.Range(-3,3),0), Quaternion.identity);}pipe.SetActive(true);pipe.transform.parent = img.transform;float x = Random.Range(-1,1) > 0 ? 0.5333f : -0.5333f;pipe.transform.localPosition = new Vector3(x, Random.Range(-1f,1f),0);}return pipe;}public void free(GameObject pipe) {GameObject tmp = null;foreach (GameObject i in activeList){if (pipe.GetInstanceID() == i.gameObject.GetInstanceID()){tmp = i;break;}}if (tmp != null) {tmp.gameObject.SetActive(false);freeList.Add(tmp);activeList.Remove(tmp);}}
}

使用虚拟按钮，添加相应的事件：
使得一直按着按钮的时候，小球会一直向上运动。

using UnityEngine;
using Vuforia;public class VirtualButtonEventHandler : MonoBehaviour, IVirtualButtonEventHandler {public GameObject vb;public GameObject ball;public float speed = 7f;private Rigidbody rig;public Controller controller;bool isPressed = false;void Start() {VirtualButtonBehaviour vbb = vb.GetComponent<VirtualButtonBehaviour>();if(vbb){vbb.RegisterEventHandler(this);}rig = ball.GetComponent<Rigidbody>();controller = Director.getInstance().currentSceneController as Controller;}public void OnButtonPressed(VirtualButtonBehaviour vb) {if (controller == null) {controller = Director.getInstance().currentSceneController as Controller;return;}if (controller.getState() == 0) {return;}isPressed = true;Debug.Log("Pressed!");}public void OnButtonReleased(VirtualButtonBehaviour vb) {isPressed = false;Debug.Log("Released!");}private void FixedUpdate(){if (isPressed) {rig.velocity = Vector3.up * speed;}}
}

还可以根据情况调整button的灵敏度：

最终效果：

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