Unity如何在AR镜头通过Vufoira动态展示不同模型

171909049游嘉龙学生 2022-06-22 17:27:50

这个作业属于哪个课程	福州大学软件工程W班
这个作业要求在哪里	作业要求
这个作业的目标	介绍如何使用Vuforia在Unity中动态展示不同模型
其他参考文献	无

当我们在进行Unity的AR镜头开发时，一般都会使用到Vufoira引擎来进行AR识别和模型展示，但是一般只会展示你固定在项目中的ImageTarget下的模型，而根据不同用户场景展示不同模型却成为了问题。所以本文会介绍如何借助Vufoira使用AR镜头以及如何动态展示不同模型。
使用技术：Unity2019、Vuforia、C#
解决的问题：Vufoira的基本使用、Vufoira环境下模型的动态展示

前言（关于Vuforia）

Vufoira是一款Untiy下的基于AR（增强现实技术）的插件，开发者可以借助其开发相关的AR产品。
基本原理是根据识别环境中的相关标识物（如图片，规则物体、地面等）来生成和这些标识物相绑定的相关的虚拟形象（例如虚拟场景、虚拟图片覆盖、虚拟音频覆盖、虚拟模型展示）来达到增强现实的技术。
Vufoira官方网站链接

正文

使用Vuforia识别图片展示模型

首先，你需要有一个Vufoira的官方账号，你需要到Vufoira官方网站进行注册，然后在点击下面界面的GetBsic创建属于自己的AR项目

在这里插入图片描述

创建成功后点击你创建的项目，会看到如下页面

在这里插入图片描述

将灰色框体中的许可证序列号复制下来，然后打开Unity，在PackageManager找到VufoiraEngine，下载，然后添加进你的项目中，然后找到在ARCamera文件夹下的Vuforia behavior组件下点击Open Vuforia configuration，添加刚刚复制的许可证，并且设定相应配置。

在这里插入图片描述

到此配置就完成了，然后继续回到官网，添加识别目标体（以图片为例），点击上方的TargetManager，然后选择你刚刚创建的项目，然后进入如下页面
然后点击AddTarget，添加标识图片，添加完毕后点击相应的图片选择下载

在这里插入图片描述

下载完毕后是一个UnityPackage包，可以直接打开Unity导入，导入完毕后就可以在之前创建好的Unity项目的Hierarchy窗口新建一个Image Target，然后在组件ImageTargetBehaviour中选择FromDataBase，选择你之前导入的图片标识物。
到此基本的配置AR识别物的流程就完成了，然后接下来就是在ImageTarget组件下添加你自己想要在这张图片上面展示的物体，这样当AR镜头识别到当前场景中有这张图片的话就会将ImageTarget组件下的物体模型按照相对定位展示在图片上了。
效果如下图

问题进化与思考

那么问题来了，如果我需要根据不同的用户场景展示不同的模型怎么办呢？
有一种方法就是，我有几个模型，我就设置几个ImageTarget，根据不同的识别物，来识别不同的NPC，但是这就会导致一个场景中有许多ImageTarget，性能下降不说，而且每一个模型需要不同的识别图片，导致找高质量的识别图片以及绑定工作成倍上升。
那么有没有一种方法，可以只输入一个变量，同一个ImageTarget根据这个变量来动态显示不同的模型呢？官方角度来说是没有的，而且ImageTarget只会傻乎乎加载他的所有子物体。
但虽然官方没有这样的方法，但是却留下了默认的脚本类，我们可以通过继承修改其中脚本类的方法来实现我们的想法。

如何动态实现一个场景中的一个ImageTarget动态加载不同的模型而不损耗性能

接下来我就来介绍刚刚思路的解决方案，首先还是刚刚的项目，我们可以看到ImageTarget下有一个官方默认的脚本，名字为：DefaultTrackableEventHandler（Script）

我们首先删除这个脚本，然后新建一个自己的脚本，就叫做MyDefaultTrackableEventHandler，然后将该脚本绑定在ImageTarget来代替原来脚本的功能，并且打开我们新建的脚本。
在该脚本中，我们首先要该脚本继承原来DefaultTrackableEventHandler脚本，以继承其原本默认的功能。
然后在Start函数中调用base.Start（）使用基类Start函数
然后接下来的步骤就是关键了，还是在Start函数中，添加如下代码，用于从Resource/Prefab/Model的文件夹中加载一个你需要的模型实例，然后初始化。

NpcModel = Resources.Load("Prefab/Model/" + "你想要加载的模型的名字") as GameObject;
        NpcModel = Instantiate(NpcModel);

然后继续添加如下代码，用于在ImageTarget下的Empty物体中加入你需要载入的模型，这个Empty相当于你想要在图片的那里生成你想要生成的模型，可以只留下坐标而不保留缩放，让其不可见。相当于一个实体锚点。

NpcModel.transform.parent = this.transform.Find("Empty");   //挂载到ImageTarget的子物体Empty下
NpcModel.transform.rotation = Quaternion.Euler(0f, 180f, 0f);   //调整方向

最后添加如下代码，刷新一次识别体，因为你如果不刷新，你动态加到场景中的模型会直接展示出来，你需要刷新一次让其丢失直到第一次识别到标识体。到此就完成了动态加载模型了。

//执行一次刷新动作
        base.OnTrackingLost();

整体代码如下

using PixelCrushers.DialogueSystem;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using Vuforia;
public class MyDefaultTrackableEventHandler : DefaultTrackableEventHandler
{
    private GameObject NpcModel;

    protected override void Start()
    {
        base.Start();
        NpcModel = Resources.Load("Prefab/Model/" + "你想要加载的模型的名字") as GameObject;
        NpcModel = Instantiate(NpcModel);
        NpcModel.transform.parent = this.transform.Find("Empty");   //挂载到ImageTarget的子物体Empty下
        NpcModel.transform.rotation = Quaternion.Euler(0f, 180f, 0f);   //调整方向

        //将目标NPC绑到静态AR相机数据集中
        ARCameraStaticData.NpcModel = NpcModel;

        //执行一次刷新动作
        base.OnTrackingLost();
    }
}

这是我的项目中的代码实例，其中的StaticData就是用来存放当前用户场景要加载哪个NPC模型的id的，这样当当前AR镜头被唤醒时就可以根据用户环境动态加载不同NPC模型而达到代码简易，性能优良的效果。
效果展示（同一场景同一ImageTarget同一识别物不同用户场景不同NPC）

总结

通过上述方式进行AR场景中模型的动态展示，既可以免去实现多个ImageTarget甚至多个场景的繁琐操作，也不会被一个ImageTarget导致场景性能场景降低而苦恼。同时还便于拓展出不同的模型NPC，只需要做的操作就是将新模型添加到Model文件夹中然后修改好对应的名字，就可以了，无需更多操作。

参考文献

标题	作者
Vuforia的各种Target的简单介绍（包括地面识别）	SaFuFuの绝世
手把手带你做AR应用（包含预定义目标识别，自定义目标识别，模型动画和视频播放）	酸菜一汤

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