一、概述

筆者之前使用SteamV1.x+VRTK開發(fā)項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)SteamVR2.0與之前有重大更新，主要原因是隨著越來越多的VR設(shè)備推出，控制器類型逐漸趨向于碎片化，
每當(dāng)有新的控制器發(fā)布，都會(huì)給開發(fā)者帶來一些額外的工作量：游戲項(xiàng)目需要修改交互代碼以適配新的設(shè)備；意思就是每套VR硬件設(shè)備就有自身一套VR SDK，
所以，當(dāng)現(xiàn)有VR應(yīng)用程序移植到另外一個(gè)VR平臺(tái)的時(shí)候，需要針對(duì)目標(biāo)平臺(tái)進(jìn)行交互適配；從而增加開發(fā)者的工作量；SteamVR2.0的推出意味著能夠使開發(fā)者
在編程中專注于用戶的動(dòng)作，而不是具體的控制器按鍵。（具體適配如何留待日后驗(yàn)證，目前只做整理）

二、重要更新：Input System

SteamVR 2.0 的重要更新是加入了 Input System。推出Input System的目的，是為了更加符合OpenXR標(biāo)準(zhǔn)，以及配合即將正式推出的Knuckles控制器。
目前多數(shù)主流VR平臺(tái)均加入了OpenXR開放標(biāo)準(zhǔn)，如下圖所示：

Input System 與之前處理用戶輸入有顯著的不同，使用 SteamVR Input System，開發(fā)人員可以在應(yīng)用程序之外定義默認(rèn)的動(dòng)作并與按鍵進(jìn)行綁定，
而不需要將輸入視為某一特定設(shè)備的特定按鍵。這樣新的設(shè)備可以快速適配應(yīng)用程序，無需更改代碼。比如，當(dāng)開發(fā)者檢測(cè)玩家是否抓取某個(gè)物體的時(shí)候，
不是檢測(cè)Vive控制器的Trigger鍵或Oculus Touch控制器的Grip鍵是否被按下，而是檢測(cè)預(yù)定義的"Grab"動(dòng)作是否為True即可。作為開發(fā)者，可以在
SteamVR中為Grab動(dòng)作設(shè)置默認(rèn)按鍵和閾值，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，也可修改這些數(shù)值以滿足玩家的個(gè)人偏好?；谶@種機(jī)制，不光能夠解決控制器碎片化的問題，
也可以快速適配未來發(fā)布的設(shè)備。

三、動(dòng)作（Actions）

Input System 的核心概念是動(dòng)作（Action），基于動(dòng)作的輸入系統(tǒng)對(duì)于游戲引擎來說更有意義， Unreal一直在沿用這種方案，而Unity目前在開發(fā)中的輸入
系統(tǒng)也將遵循這一原則。開發(fā)者需要放棄之前關(guān)于“按下某個(gè)按鍵發(fā)生什么事情”的思想，取而代之的是使用“做出某個(gè)動(dòng)作發(fā)生什么事情”的思想。
SteamVR 2.0將動(dòng)作抽象為以下6種類型，簡介如下：
Boolean類型的動(dòng)作代表只有兩種狀態(tài)的動(dòng)作——True或False，比如抓?。℅rab）動(dòng)作，只有抓取或未抓取兩種狀態(tài)，不存在中間狀態(tài)。在Unity中對(duì)應(yīng)類為
SteamVR_Action_Boolean。
Single類型的動(dòng)作能夠返回0~1之間的數(shù)值，比如 Trigger 鍵按下到松開的過程。在Unity中對(duì)應(yīng)類為SteamVR_Action_Single。
Vector2類型動(dòng)作能夠返回二維數(shù)，比如Touchpad上的觸摸或手柄搖桿。使用這樣的數(shù)值能夠控制物體在四個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，典型的應(yīng)用時(shí)使用Touchpad控制無
人機(jī)或小車的運(yùn)動(dòng)。在Unity中對(duì)應(yīng)類為SteamVR_Action_Vector2。
Vector3類型的動(dòng)作能夠返回三維數(shù)值，在Unity中對(duì)應(yīng)類為SteamVR_Action_Vector3。
Pose類型的動(dòng)作表示三維空間中的位置和旋轉(zhuǎn)，一般用于跟蹤VR控制器。在Unity中對(duì)應(yīng)類為SteamVR_Action_Pose。
Skeleton類型的動(dòng)作能夠獲取用戶在持握手柄控制器時(shí)的手指關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，通過返回?cái)?shù)據(jù)，結(jié)合手部渲染模型，能夠更加真實(shí)的呈現(xiàn)手部在虛擬世界的姿態(tài)，雖
然不及像LeapMotion等設(shè)備獲取手指輸入那樣精確，但是足以獲得良好的沉浸感。在Unity中對(duì)應(yīng)類為SteamVR_Action_Skeleton。

3.1 骨骼輸入

對(duì)于骨骼輸入，Knuckles控制器為SteamVR體驗(yàn)帶來了手指跟蹤功能，能夠估算用戶手指的位置，然后將數(shù)據(jù)傳遞給驅(qū)動(dòng)程序，驅(qū)動(dòng)程序?qū)⑵鋵?duì)應(yīng)解析到手部模
型的31塊骨骼上，從而給用戶帶來更好的沉浸式體驗(yàn)。該功能并不是Knuckles所獨(dú)有，SteamVR還能夠?yàn)镠TC Vive和Oculus Touch這樣的設(shè)備提供手指狀態(tài)
估算，比如判斷手部是否打開，手指是否放置在Touchpad上。同時(shí)Valve公司還將與Microsoft展開合作，以增加對(duì)Windows MR控制器的支持。
默認(rèn)情況下，運(yùn)行Interaction System示例場(chǎng)景中能夠同時(shí)看到手部和控制器模型，此外，還有一個(gè)輔助組件SteamVR_Behaviour_Skeleton，如下圖所示。
有關(guān)該組件的使用，可以參考Interaction System的示例場(chǎng)景。

3.2 振動(dòng)輸出

以上是介紹的都是輸入動(dòng)作，另外，目前還有一種輸出動(dòng)作——振動(dòng)，用于觸發(fā)VR控制器上的觸覺反饋，調(diào)用方法如下代碼所示：

SteamVR_Input._default.outActions.Haptic.Execute（float secondsFromNow, float durationSeconds, float frequency, float amplitude, SteamVR_Input_Sources inputSource）；

四. 動(dòng)作集（Action Sets）

動(dòng)作通過動(dòng)作集進(jìn)行邏輯上的分組，以方便進(jìn)行組織和管理。在Unity中對(duì)應(yīng)的類為SteamVR_ActionSet。在不同的場(chǎng)景或應(yīng)用程序之間可以切換使用不同的動(dòng)作集，
比如，應(yīng)用程序中有一個(gè)場(chǎng)景是在地球上拾取并投擲物體，而另一個(gè)場(chǎng)景則是在太空中飛行，那么這兩個(gè)場(chǎng)景可以使用不同的動(dòng)作集。同時(shí)，當(dāng)針對(duì)新設(shè)備進(jìn)行
交互適配時(shí)，開發(fā)者只需對(duì)動(dòng)作進(jìn)行配置，而不必修改項(xiàng)目代碼。比如，使用 Vive 控制器時(shí)，定義了一個(gè)Fire動(dòng)作，當(dāng)需要支持 Rift Touch 時(shí)，只需通過
配置Touch控制器上符合 Fire 動(dòng)作的鍵值即可。
SteamVR插件默認(rèn)包含了三套動(dòng)作集default、platformer、buggy，開發(fā)者也可以在SteamVR Input窗口中自行添加或刪除動(dòng)作集。
使用組件SteamVR_ActivateActionSetOnLoad可以在場(chǎng)景中自動(dòng)激活和停用指定的動(dòng)作集。對(duì)應(yīng)激活和停用的方法是在Start（）和OnDestroy（）中實(shí)現(xiàn)。
如下圖所示：

五、 SteamVR Input 窗口

在Unity編輯器中，使用 Window > SteamVR Input 命令，打開SteamVR Input 窗口。在SteamVR 2.0中，使用SteamVR Input窗口作為入口，
對(duì)所有動(dòng)作進(jìn)行管理。初次導(dǎo)入SteamVR 2.0并運(yùn)行程序時(shí)，會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，提示沒有actions.json文件，并詢問是否要使用默認(rèn)值。如下圖所示：

選擇Yes，會(huì)將默認(rèn)的actions.json文件以及一些常見的控制器相關(guān)綁定文件復(fù)制到當(dāng)前項(xiàng)目的根目錄下，如下圖所示：

這些文件將在程序運(yùn)行時(shí)被載入進(jìn)來，并在程序最終構(gòu)建時(shí)被復(fù)制到與可執(zhí)行文件同級(jí)的目錄下。復(fù)制完成后，SteamVR Input窗口將讀取文件信息并展示其包
含的動(dòng)作集合以及動(dòng)作集合下的所有動(dòng)作。如下圖所示：

當(dāng)點(diǎn)擊Save and Generate按鈕后，插件將為動(dòng)作以及動(dòng)作集生成可編程訪問的對(duì)象類，將它們放置在項(xiàng)目的SteamVR_input目錄下，如下圖所示：

在項(xiàng)目代碼中，使用SteamVR_Input類可以靜態(tài)引用每個(gè)動(dòng)作和動(dòng)作集，在每個(gè)動(dòng)作集中，可以找到其包含的動(dòng)作的引用，如下代碼所示：

void Update()
{
  if(SteamVR_Input._default.inActions.Teleport.GetStateUp(SteamVR_Input_Sources.Any))     {
        Teleport();
    }
}

以上代碼實(shí)現(xiàn)的功能為：當(dāng)檢測(cè)到任意控制器發(fā)出default動(dòng)作集中包含的Teleport動(dòng)作時(shí)，執(zhí)行Teleport（）函數(shù)。

六、測(cè)試動(dòng)作

選擇 Window > SteamVR Input Live View 命令，即可打開一個(gè)測(cè)試輸入窗口。運(yùn)行程序，此時(shí)該窗口將實(shí)時(shí)展示所有動(dòng)作集合的狀態(tài)。如下圖所示：

當(dāng)一個(gè)動(dòng)作的值發(fā)生變化時(shí)，對(duì)應(yīng)右側(cè)會(huì)突出顯示綠色，然后逐漸消失。

七、 動(dòng)作綁定

創(chuàng)建動(dòng)作以后，需要將動(dòng)作進(jìn)行默認(rèn)綁定。打開VR控制器，保持SteamVR客戶端開啟，在SteamVR Input窗口中，點(diǎn)擊Open binding UI按鈕，此時(shí)將使用操作
系統(tǒng)默認(rèn)的網(wǎng)頁瀏覽器打開SteamVR動(dòng)作綁定頁面。在此頁面中選擇需要綁定的控制器，點(diǎn)擊Edit按鈕，進(jìn)入綁定編輯頁面，如下圖所示：

在動(dòng)作編輯頁面中，點(diǎn)擊每個(gè)按鍵旁邊的加號(hào)按鈕， 彈出窗口會(huì)詢問將此按鍵綁定為哪種模式，如下圖所示：

通常情況下，Single類型的動(dòng)作可以設(shè)置為TRIGGER，Boolean類型的動(dòng)作可以設(shè)置為BUTTON。設(shè)定以后，在按鍵左下角點(diǎn)擊編輯按鈕，在顯示為None的位置
指定相應(yīng)的動(dòng)作，如下圖所示：

所有動(dòng)作綁定完畢，點(diǎn)擊頁面底部的Replace Default Binding按鈕，會(huì)將綁定設(shè)置保存到配置文件當(dāng)中。在程序運(yùn)行時(shí)，無論是開發(fā)者還是游戲玩家，都可以
再次修改綁定配置，并且能夠反映到游戲當(dāng)中。默認(rèn)情況下，每個(gè)控制器上相同的按鍵綁定相同的動(dòng)作，如果想為每個(gè)控制器設(shè)置不同的動(dòng)作，比如，左手控制
器按下Touchpad實(shí)現(xiàn)傳送，而右手控制器按下Touchpad使用指針選擇物體，那么在這種情況下，可以取消勾選頁面中的Mirror Mode復(fù)選框，然后分別為每個(gè)
控制器指定不同的動(dòng)作。

在綁定編輯界面中同樣可以進(jìn)行動(dòng)作測(cè)試，點(diǎn)擊頁面底部的Input Debugger按鈕進(jìn)入測(cè)試頁面，在此頁面中，將實(shí)時(shí)顯示各動(dòng)作的狀態(tài)、動(dòng)作綁定的按鍵、控
制器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等信息，如下圖所示：

八、 在代碼中使用動(dòng)作

此處以訪問platformer動(dòng)作集下的Move動(dòng)作為例，演示如何獲取動(dòng)作狀態(tài)，執(zhí)行以下步驟：

打開SteamVR示例場(chǎng)景Simple Sample，選擇游戲?qū)ο骩CameraRig]，為其掛載SteamVR_ActivateActionSetOnLoad組件，并指定啟用platformer動(dòng)作集，
如下圖所示：

新建C#腳本，并命名為GetMoveAction.cs，編寫代碼如下所示：

using UnityEngine;
using Valve.VR;
 
public class GetMoveAction : MonoBehaviour
{
    void Update()
    {
        if (SteamVR_Input.platformer.inActions.Move.GetChanged(SteamVR_Input_Sources.Any))
        {
            Vector2 pos = SteamVR_Input.platformer.inActions.Move.GetAxis(SteamVR_Input_Sources.Any);
            Debug.Log(pos);
        }
    }
}

返回場(chǎng)景，將此腳本掛載到任意游戲?qū)ο笊希４鎴?chǎng)景運(yùn)行程序，在任意控制器上觸摸Touchpad時(shí)，將在控制臺(tái)輸出如下信息：

九、Interaction System 的變化

從功能層面來看，本次更新在Interaction System中并沒有添加太多特性，這從Interaction System的更新文檔中也可得出此結(jié)論，如下圖所示：

Interaction System的示例場(chǎng)景進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，如下圖所示：

在目前的示例場(chǎng)景中，除包含SteamVR 2.0之前的大部分演示外，還加入了一些新的特性。比如，對(duì)投擲（Throwing）部分做了擴(kuò)展、添加了遙控器和遙控車、
簡易的推動(dòng)按鈕、手榴彈，以及一些關(guān)于Hand的示例。
在Throwing部分中，目前的示例能夠?qū)崿F(xiàn)基于速度估計(jì)的交互，類似于另外一個(gè)VR開發(fā)工具NewtonVR能夠?qū)崿F(xiàn)的效果——被抓取的物體不會(huì)直接穿過固定靜止的
障礙物，而是跟隨Hand沿障礙物邊界滑動(dòng)。所有這些交互相關(guān)的參數(shù)都可以在Throwable組件中進(jìn)行設(shè)置。
Remotes部分有兩個(gè)簡易控制器，提供了一種與物體進(jìn)行間接交互的演示。如下圖所示。

在場(chǎng)景中的Skeleton部分，可以通過點(diǎn)擊按鈕來顯示和隱藏控制器模型，以及切換不同的手部模型，如下圖所示：

隨著版本的更新，Interaction System已經(jīng)隨之支持Input System。在源代碼中，可以看到Interaction System 開始使用 Input System 配置的行為進(jìn)
行交互驅(qū)動(dòng)，如下圖所示：

十、VRTK 是否能夠繼續(xù)結(jié)合 SteamVR 2.0 使用

通過以上論述可見，如果VRTK沒有新版更新的話，理論上來說并不能使用 VRTK（當(dāng)前版本為 3.2.1） 結(jié)合 SteamVR 2.0 進(jìn)行開發(fā)，除非克隆VRTK源碼，
自行對(duì)其進(jìn)行修改。這在 Asset Store 中也可找到了印證，如下圖所示：

所以，當(dāng)前版本的 VRTK （3.2.1）并不支持 SteamVR 2.0。使用 VRTK 的開發(fā)者可繼續(xù)使用 SteamVR 1.2.3 進(jìn)行開發(fā)，SteamVR Plugin 的過往版本可
訪問以下鏈接進(jìn)行下載。

https://github.com/ValveSoftware/steamvr_unity_plugin/releases