Hololens Spatial Mapping功能实现

HoloToolkit项目是一组开发包，是微软基于unity内置的底层API封装的一套工具集合，帮助我们快速使用Unity集成开发hololens应用。

本文主要通过源码研究其中Spatial Mapping的实现，学会如何使用实现自己的三维空间重建。

0x00 组件结构

Spatial Mapping目录下有很多内容，其中Prefabs目录里有我们可以直接使用的预置组件，本文关注的重点是Scripts目录的脚本。组件目录结构如下：

本文重点研究SpatialMappingObserver.cs和SpatialMappingSource.cs，这是当前组件的核心内容。

0x01 SpatialMappingObserver.cs

源码地址：https://github.com/Microsoft/HoloToolkit-Unity/blob/master/Assets/HoloToolkit/SpatialMapping/Scripts/SpatialMappingObserver.cs

我们先分析其属性，如下：

[代码]：

`01`	`//每立方米网格三角形数量，控制mesh质量`

`02`	`public` `float` `TrianglesPerCubicMeter = 500f;`

03

`04`	`//当前Observer检测的空间范围`

`05`	`public` `Vector3 Extents = Vector3.one * 10.0f;`

06

`07`	`//刷新时间间隔`

`08`	`public` `float` `TimeBetweenUpdates = 3.5f;`

09

`10`	`//用于扫描空间平面的核心组件`

`11`	`private` `SurfaceObserver observer;`

12

`13`	`//存储已构建的空间网格对象`

`14`	`private` `Diction<a href="http://www.52vr.com/armr/"` `style="font-weight: bold;color: ;"` `target="_blank">AR</a>y<int, gameobject=""> surfaces =` `new` `Dictionary<int, gameobject="">();`

15

`16`	`//SurfaceData队列，用于生成空间mesh`

`17`	`private` `Queue<surfacedata> surfaceWorkQueue =` `new` `Queue<surfacedata>();`

18

`19`	`//为了避免同一时刻生成太多mesh，保证同一时刻只生成一个mesh，这个变量用于判断当前时刻是否有mesh正在创建`

`20`	`private` `bool` `surfaceWorkOutstanding =` `false;`

21

`22`	`//用于追踪Observer对象上次更新时间`

`23`	`private` `float` `updateTime;`

24

`25`	`//表示当前扫描状态，Running和Stopped两种状态`

`26`	`public` `ObserverStates ObserverState {` `get;` `private` `set; }</surfacedata></surfacedata></int,></int,>`

再分析其程序逻辑及流程：

Awake（）方法最先被执行，这里对SurfaceObserver对象进行了初始化。

[代码]：

`1`	`private` `void` `Awake()`

2 {

`3`	`observer =` `new` `SurfaceObserver();`

`4`	`ObserverState = ObserverStates.Stopped;`

5 }

接下来是Start（）方法，里面设定了扫描的空间范围。

[代码]：

`1`	`private` `void` `Start()`

2 {

`3`	`observer.SetVolumeAsAxisAlignedBox(Vector3.zero, Extents);`

4 }

Update（）方法中则会根据当前状态来调用API请求空间表面信息或者生成mesh对象

[代码]：

`01`	`private` `void` `Update()`

02 {

03

`04`	`if` `(ObserverState == ObserverStates.Running)`

05 {

`06`	`// 如果当前没有再生成mesh，且SurfaceData中有需要生成mesh的对象`

`07`	`if` `(surfaceWorkOutstanding ==` `false` `&& surfaceWorkQueue.Count > 0)`

08 {

09

`10`	`SurfaceData surfaceData = surfaceWorkQueue.Dequeue();`

11

`12`	`// 如果能成功请求到mesh对象，当前任务状态变为生成mesh中`

`13`	`surfaceWorkOutstanding = observer.RequestMeshAsync(surfaceData, SurfaceObserver_OnDataReady);`

14 }

`15`	`//如果当前没有任务运行且上次更新距现在大于时间间隔，则重新请求SurfaceData数据`

`16`	`else` `if` `(surfaceWorkOutstanding ==` `false` `&& (Time.time - updateTime) >= TimeBetweenUpdates)`

17 {

`18`	`observer.Update(SurfaceObserver_OnSurfaceChanged);`

`19`	`updateTime = Time.time;`

20 }

21 }

22 }

SurfaceObserver_OnDataReady（）事件方法用于处理使用SurfaceData请求到的mesh对象信息，用于后续的使用，比如处理其材质效果等。

[代码]：

`01`	`private` `void` `SurfaceObserver_OnDataReady(SurfaceData cookedData,` `bool` `outputWritten,` `float` `elapsedCookTimeSeconds)`

02 {

`03`	`GameObject surface;`

`04`	`if` `(surfaces.TryGetValue(cookedData.id.handle,` `out` `surface))`

05 {

`06`	`// 设置 renderer组件的材质.`

`07`	`MeshRenderer renderer = surface.GetComponent<meshrenderer>();`

`08`	`renderer.sharedMaterial = SpatialMappingManager.Instance.SurfaceMaterial;`

`09`	`//是否渲染mesh对象`

`10`	`renderer.enabled = SpatialMappingManager.Instance.DrawVisualMeshes;`

11

`12`	`if` `(SpatialMappingManager.Instance.CastShadows ==` `false)`

13 {

`14`	`renderer.shadowCastingMode = UnityEngine.Rendering.ShadowCastingMode.Off;`

15 }

16 }

17

`18`	`surfaceWorkOutstanding =` `false;`

`19`	`}</meshrenderer>`

SurfaceObserver_OnSurfaceChanged（）事件方法用于处理SurfaceObserver获取到的空间表面数据，用于后续的请求mesh对象操作。

[代码]：

view source print?

`01`	`private` `void` `SurfaceObserver_OnSurfaceChanged(SurfaceId id, SurfaceChange changeType, Bounds bounds, System.DateTime updateTime)`

02 {

`03`	`// 判断当前扫描状态`

`04`	`if` `(ObserverState != ObserverStates.Running)`

05 {

06 return;

07 }

08

`09`	`GameObject surface;`

10

`11`	`switch` `(changeType)`

12 {

13

`14`	`case` `SurfaceChange.Added:`

`15`	`case` `SurfaceChange.Updated:`

`16`	`// 检测当前表面是否已被扫描过`

`17`	`if` `(!surfaces.TryGetValue(id.handle,` `out` `surface))`

18 {

`19`	`// 创建一个和当前表面关联的mesh对象`

`20`	`surface = AddSurfaceObject(null,` `string.Format("Surface-{0}", id.handle), transform);`

21

`22`	`surface.AddComponent<worldanchor>();`

23

`24`	`// 将surface对象加入已知空间表面字典`

`25`	`surfaces.Add(id.handle, surface);`

26 }

27

`28`	`// 请求生成或更新对应的mesh对象`

`29`	`QueueSurfaceDataRequest(id, surface);`

30 break;

31

`32`	`case` `SurfaceChange.Removed:`

`33`	`// 移除关联的mesh对象`

`34`	`if` `(surfaces.TryGetValue(id.handle,` `out` `surface))`

35 {

`36`	`surfaces.Remove(id.handle);`

`37`	`Destroy(surface);`

38 }

39 break;

40 }

`41`	`}</worldanchor> 本文转自：52VR.com Hololens http://www.52vr.com/article-794-1.html`