Risolutori — MRTK3

I risolutori sono componenti che facilitano il calcolo della posizione e dell'orientamento di un oggetto in base a un algoritmo predefinito. Esempio: posizionare un oggetto sulla superficie con cui interseca il raycast dello sguardo fisso dell'utente.

Il sistema risolutore definisce in modo deterministico un ordine di operazioni per questi calcoli di trasformazione perché non esiste un modo affidabile per specificare in Unity l'ordine di aggiornamento per i componenti.

I risolutori offrono una gamma di comportamenti per associare oggetti ad altri oggetti o sistemi. Un altro esempio sarebbe un oggetto con tag che passa il mouse davanti all'utente in base alla fotocamera. Un risolutore può anche essere collegato a un controller e a un oggetto per rendere il tag dell'oggetto lungo il controller. Tutti i risolutori possono essere impilati in modo sicuro, ad esempio un comportamento tag-along più magnetismo di superficie più slancio.

Uso

Il sistema risolutore è costituito da tre categorie di script:

• Solver: classe base astratta da cui derivano tutti i risolutori. Fornisce il rilevamento dello stato, i parametri di smussamento e l'implementazione, l'integrazione automatica del sistema del risolutore e l'ordine di aggiornamento.
• SolverHandler: imposta il rilevamento degli oggetti di riferimento su (ad esempio, la trasformazione principale della fotocamera, il raggio della mano e così via), gestisce la raccolta dei componenti del risolutore ed esegue l'aggiornamento nell'ordine corretto.

La terza categoria è il risolutore stesso. I risolutori seguenti forniscono i blocchi predefiniti per il comportamento di base:

• Orbital: blocca in una posizione e un offset specificati dall'oggetto a cui si fa riferimento.
• ConstantViewSize: ridimensiona per mantenere una dimensione costante rispetto alla visualizzazione dell'oggetto a cui si fa riferimento.
• RadialView: mantiene l'oggetto all'interno di un cono di visualizzazione eseguito dal cast dell'oggetto a cui si fa riferimento.
• Follow: mantiene l'oggetto all'interno di un set di limiti definiti dall'utente dell'oggetto a cui si fa riferimento.
• InBetween: mantiene un oggetto tra due oggetti rilevati.
• SurfaceMagnetism: esegue il cast dei raggi sulle superfici del mondo e allinea l'oggetto a tale superficie.
• DirectionalIndicator: determina la posizione e l'orientamento di un oggetto come indicatore direzionale. Dal punto di riferimento del SolverHandler Tracked Target, questo indicatore si orienta verso l'oggetto DirectionalTarget fornito.
• Momentum: applica accelerazione/velocità/attrito per simulare lo slancio e la molla per un oggetto spostato da altri risolutori/componenti.
• HandConstraint: vincoli oggetto per seguire le mani in un'area che non interseca GameObject con le mani. Utile per contenuti interattivi vincolati a mano, ad esempio menu e così via. Questo risolutore è progettato per funzionare con XRNode.
• HandConstraintPalmUp: deriva da HandConstraint ma include la logica per verificare se il palmo è rivolto all'utente prima dell'attivazione. Questo risolutore funziona solo con XRNode i controller e si comporta come la classe base con altri tipi di controller.
• Overlap: sovrappone l'oggetto rilevato.

Per usare il sistema risolutore, aggiungere uno dei componenti elencati in precedenza a un GameObject. Poiché tutti i risolutori richiedono un SolverHandler, ne verrà creato automaticamente uno da Unity.

Informazioni di riferimento sul rilevamento delle modifiche

La proprietà Tracked Target Type del SolverHandler componente definisce il punto di riferimento che tutti i risolutori useranno per calcolare i relativi algoritmi. Ad esempio, un tipo di valore di Head con un componente semplice SurfaceMagnetism genererà un cast di raggi dalla testa e nella direzione dello sguardo dell'utente per risolvere la superficie che viene raggiunta. I valori potenziali per la TrackedTargetType proprietà sono:

• *Head: Il punto di riferimento è la trasformazione della fotocamera principale
• ControllerRay: il punto di riferimento è la LinePointer trasformazione in un controller (ovvero l'origine del puntatore su un controller di movimento o un controller della mano) che punta nella direzione del raggio della linea
  • Utilizzare la TrackedHandedness proprietà per selezionare la preferenza per la mani (ovvero Sinistra, Destra, Entrambe)
• HandJoint: Il punto di riferimento è la trasformazione di una mano specifica
  • Utilizzare la TrackedHandedness proprietà per selezionare la preferenza per la mani (ovvero Sinistra, Destra, Entrambe)
  • Utilizzare la TrackedHandJoint proprietà per determinare la trasformazione congiunta da utilizzare
• CustomOverride: punto di riferimento dall'oggetto assegnato TransformOverride

Come concatenare i risolutori

È possibile aggiungere più Solver componenti allo stesso GameObject, concatenando così i relativi algoritmi. I SolverHandler componenti gestiscono l'aggiornamento di tutti i risolutori nello stesso GameObject. Per impostazione predefinita, le SolverHandler chiamate GetComponents<Solver>() su Start, che restituiranno i risolutori nell'ordine in cui vengono visualizzati nel controllo.

Inoltre, l'impostazione della proprietà Updated Linked Transform su true indicherà che Solver salvare la posizione calcolata, l'orientamento e la scala su una variabile intermedia accessibile da tutti i Risolutori , ovvero GoalPosition. Se false, aggiornerà Solver direttamente la trasformazione di GameObject. Salvando le proprietà di trasformazione in una posizione intermedia, altri risolutori possono eseguire i calcoli a partire dalla variabile intermedia. Questo perché Unity non consente gli aggiornamenti a gameObject.transform per lo stack all'interno dello stesso frame.

Come creare un nuovo risolutore

Tutti i risolutori devono ereditare dalla classe base astratta , Solver. I requisiti principali di un'estensione risolutore comportano l'override del SolverUpdate metodo . In questo metodo gli sviluppatori devono aggiornare le proprietà ereditate GoalPosition, GoalRotatione GoalScale ai valori desiderati. Inoltre, è utile sfruttare SolverHandler.TransformTarget come frame di riferimento desiderato dal consumer.

Il codice riportato di seguito fornisce un esempio di un nuovo componente risolutore denominato InFront che posiziona l'oggetto associato 2 m davanti a SolverHandler.TransformTarget. Il consumer imposta SolverHandler.TrackedTargetType come Head, quindi SolverHandler.TransformTarget sarà la trasformazione della fotocamera, e quindi questo Risolutore posiziona il GameObject 2 m collegato davanti allo sguardo degli utenti ogni fotogramma.

/// <summary>
/// InFront solver positions an object 2m in front of the tracked transform target
/// </summary>
public class InFront : Solver
{
    ...

    public override void SolverUpdate()
    {
        if (SolverHandler != null && SolverHandler.TransformTarget != null)
        {
            var target = SolverHandler.TransformTarget;
            GoalPosition = target.position + target.forward * 2.0f;
        }
    }
}

Guide all'implementazione del risolutore

Proprietà comuni del risolutore

Ogni componente risolutore ha un set di base di proprietà identiche che controllano il comportamento del risolutore principale.

Se Smoothing è abilitato, il risolutore aggiornerà gradualmente la trasformazione del GameObject nel tempo ai valori calcolati. La proprietà LerpTime di ogni componente di trasformazione determina la velocità di questa modifica. Ad esempio, un valore MoveLerpTime superiore comporterà incrementi più lenti nello spostamento tra fotogrammi.

Se MaintainScale è abilitato, il risolutore utilizzerà la scala locale predefinita di GameObject.

Servizi

La Orbital classe è un componente tag-lungo che si comporta come pianeti in un sistema solare. Questo risolutore garantirà che il GameObject collegato orbita intorno alla trasformazione rilevata. Pertanto, se il tipo di destinazione tracciato di SolverHandler è impostato su Head, il GameObject orbita intorno alla testa dell'utente con un offset fisso applicato.

Gli sviluppatori possono modificare questo offset fisso per mantenere i menu o altri componenti della scena a livello di occhio o vita, ecc., intorno a un utente. Questa operazione viene eseguita modificando le proprietà Offset locale e Offset globale. La proprietà Orientation Type determina la rotazione applicata all'oggetto se deve mantenere la rotazione originale o affrontare sempre la fotocamera o il viso qualsiasi trasformazione stia guidando la sua posizione.

RadialView

RadialView è un altro componente tag-along che mantiene una parte specifica di un GameObject all'interno del frustum della visualizzazione dell'utente.

Le proprietà Min & Max View Degrees determinano la quantità di una parte di GameObject da visualizzare sempre.

Le proprietà Min & Max Distance determinano la distanza dell'oggetto GameObject da mantenere dall'utente. Ad esempio, camminare verso il GameObject con una distanza minima di 1 m spingerà il GameObject via per assicurarsi che non sia mai più vicino a 1 m all'utente.

In genere, viene RadialView usato con il tipo di destinazione tracciato impostato su Head in modo che il componente segua lo sguardo fisso dell'utente. Tuttavia, questo componente può funzionare per essere mantenuto in "visualizzazione" di qualsiasi tipo di destinazione monitorato.

Segui

La Follow classe posiziona un elemento davanti alla destinazione rilevata rispetto all'asse avanti locale. L'elemento può essere vincolato in modo libero (noto anche come "tag-along") in modo che non segua fino a quando la destinazione rilevata non si sposta oltre i limiti definiti dall'utente.

Funziona in modo analogo al risolutore RadialView, con controlli aggiuntivi per gestire Max Horizontal & Vertical View Degrees e meccanismi per modificare l'orientamento dell'oggetto.

InBetween

La InBetween classe manterrà il GameObject associato tra due trasformazioni. Il tipo SolverHandler di destinazione tracciato del gameobject e la proprietà Second Tracked Target Type del InBetween componente definiscono questi due endpoint di trasformazione. In genere, entrambi i tipi verranno impostati su CustomOverride e i valori risultanti SolverHandler.TransformOverride e InBetween.SecondTransformOverride vengono impostati sui due endpoint rilevati.

Il componente creerà un altro componente in fase di esecuzione in base alle proprietà Second Tracked Target Type e Second Transform Override.The InBetween component will create another SolverHandler component at runtime based on the Second Tracked Target Type and Second Transform Override properties.

Lungo la linea tra due trasformazioni, definisce dove PartwayOffset l'oggetto verrà posizionato con 0,5 a metà strada, 1,0 alla prima trasformazione e 0,0 alla seconda trasformazione.

SurfaceMagnetism

Funziona SurfaceMagnetism eseguendo un raycast su un set LayerMask di superfici e posizionando il GameObject in quel punto di contatto.

L'offset normale della superficie posiziona l'oggetto GameObject una distanza impostata in metri dalla superficie nella direzione della normale in corrispondenza del punto di attacco sulla superficie.

Al contrario, l'offset del raggio di superficie posiziona il GameObject una distanza impostata in metri di distanza dalla superficie, ma nella direzione opposta del raycast eseguito. Pertanto, se il raycast è lo sguardo dell'utente, il GameObject si avvicina lungo la linea dal punto di hit sulla superficie alla fotocamera.

La modalità di orientamento determina il tipo di rotazione da applicare in relazione alla normale sulla superficie.

• Nessuno - Nessuna rotazione applicata
• TrackedTarget : l'oggetto affronterà la trasformazione tracciata che guida il raycast
• SurfaceNormal : l'oggetto verrà allineato in base alla normale in corrispondenza del punto di attacco sulla superficie
• Blended : l'oggetto verrà allineato in base al normale in corrispondenza del punto di attacco sulla superficie E in base alla trasformazione tracciata.

Per forzare il GameObject associato a rimanere verticale in qualsiasi modalità diversa da Nessuno, abilitare Mantieni orientamento verticale.

Sovrapponi

Overlap è un risolutore semplice che manterrà la trasformazione dell'oggetto nella stessa posizione e rotazione della destinazione della SolverHandler's trasformazione.

Determinare quali superfici possono essere colpite

Quando si aggiunge un SurfaceMagnetism componente a un GameObject, è importante considerare il livello del GameObject e dei relativi elementi figlio, se presenti collisori. Il componente funziona eseguendo vari raycast per determinare la superficie da "magnete" contro. Si supponga che il gameobject del risolutore abbia un collisore su uno dei livelli elencati nella MagneticSurfaces proprietà di SurfaceMagnetism. In tal caso, il raycast probabilmente colpisce se stesso, con conseguente collegamento di GameObject al proprio punto di collisore. Questo comportamento dispari può essere evitato impostando il GameObject principale e tutti gli elementi figlio sul livello cast Ignore Ray o modificando la MagneticSurfaces matrice LayerMask in modo appropriato.

Al contrario, un SurfaceMagnetism GameObject non si scontra con le superfici su un livello non elencato nella MagneticSurfaces proprietà . È consigliabile posizionare tutte le superfici desiderate su un livello dedicato ( ovvero Superfici) e impostare la MagneticSurfaces proprietà solo su questo livello. L'uso del valore predefinito o di tutti gli elementi può comportare componenti o cursori dell'interfaccia utente che contribuiscono al risolutore.

Infine, le superfici più lontane dell'impostazione della MaxRaycastDistance proprietà verranno ignorate dai SurfaceMagnetism raycast.

DirectionalIndicator

La DirectionalIndicator classe è un componente lungo tag che si orienta verso la direzione del punto desiderato nello spazio. Viene usato più comunemente quando il tipo di destinazione monitorato di SolverHandler è impostato su Head. In questo modo, un componente UX con il DirectionalIndicator risolutore indirizza un utente a esaminare il punto desiderato nello spazio. Questo punto è determinato dalla proprietà Target direzionale.

Se la destinazione direzionale è visualizzabile dall'utente o dal frame di riferimento impostato in SolverHandler, questo risolutore disabiliterà tutti i Renderer componenti sottostanti. Se non è visualizzabile, tutto verrà abilitato sull'indicatore.

Le dimensioni dell'indicatore ridurranno il valore più vicino all'utente consiste nell'acquisire la destinazione direzionale nel fov.

• Scala indicatore minima - Scala minima per l'oggetto indicatore

• Scala indicatore massimo - Scala massima per l'oggetto indicatore

• Fattore di scala di visibilità - Moltiplicatore per aumentare o diminuire il FOV che determina se il punto di destinazione direzionale è visualizzabile o meno

• Offset di visualizzazione: dal punto di vista del fotogramma di riferimento (ovvero la fotocamera eventualmente) e nella direzione dell'indicatore, questa proprietà definisce la distanza dell'oggetto dal centro del riquadro di visualizzazione.

Scena di esempio dell'indicatore direzionale (Assets/MRTK/Examples/Demos/Solvers/Scenes/DirectionalIndicatorSolverExample.unity)

Menu a mano con HandConstraint e HandConstraintPalmUp

Il HandConstraint comportamento fornisce un risolutore che vincola l'oggetto monitorato a un'area sicura per il contenuto vincolato a mano (ad esempio interfaccia utente, menu e così via) Le aree sicure sono considerate aree che non si intersecano con la mano. Una classe derivata di HandConstraint chiamata HandConstraintPalmUp è inclusa anche per dimostrare un comportamento comune di attivazione dell'oggetto rilevatore quando il palmo si trova di fronte all'utente.

Per esempi sull'uso del risolutore vincolo manuale per creare menu a mano, vedere la documentazione del menu a mano.