從零開始學習開發虛擬現實 Android 應用程序

本文將指導您如何從頭開始開發虛擬現實 Android 應用程序，假設您已經了解 Android 應用程序開發的基礎知識。

要求

• Android Studio 1.0 或更高版本
• Android SDK 第 19 版
• 運行 Android 16(Jelly Bean) 或更高版本的物理 Android 設備

清單文件

<清單...

<uses-permission android:name="android.permission.NFC" />

<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />

<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />

 

<uses-permission android:name="android.permission.VIBRATE" />

...

<uses-sdk android:minSdkVersion="16" android:targetSdkVersion="19"/>

<uses-feature android:glEsVersion="0x00020000" android:required="true" />

<應用程序

...

<活動

android:name=".MainActivity"

安卓：screenOrientation="風景">

...

 

<意圖過濾器>

<action android:name="android.intent.action.MAIN" />

<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />

<category android:name="com.google.intent.category.CARDBOARD" />

</intent-filter>

</活動>

</應用>

</清單>

解釋權限：

• <uses-sdk android:minSdkVersion=”16″/>表示設備必須運行 API Level 16 (Jellybean) 或更高版本。
• <uses-sdk android:targetSdkVersion=”19″/>表示我們的應用程序的目標是 API 級別 19 (KitKat)。
• <uses-feature android:glEsVersion=”0x00020000″ android:required=”true” />表示應用使用圖形，因此必須支持OpenGL ES 2.0。
• android:screenOrientation=”landscape”表示activity需要的屏幕方向是“landscape”。 這是您必須為 VR 應用程序設置的方向。 Cardboard SDK 使用的視圖 CardboardView 僅在全屏和橫向（landscape、reverseLandscape、sensorLandscape）模式下呈現。
• 還建議設置 android:configChanges=”orientation|keyboardHidden” ，但不是強制性的。
• Cardboard SDK 需要android.permission.NFC權限才能訪問 Cardboard 的 NFC 標籤。
• android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE和android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE 。 Cardboard SDK 需要這些權限才能將用戶的手機與其 VR 查看器配對。
• 我們的演示應用需要android.permission.VIBRATE權限，以使手機振動以通知用戶發生了什麼事。
• 意圖過濾器，特別是com.google.intent.category.CARDBOARD聲明此活動與類似 Cardboard 的查看器兼容。 Cardboard 應用程序使用此類別列出安裝在用戶手機上的兼容應用程序。

擴展紙板活動：

CardboardActivity 是編寫紙板應用程序的起點。 CardboardActivity 是提供與 Cardboard 設備輕鬆集成的基礎活動。 它公開事件以與 Cardboards 交互，並處理創建 VR 渲染活動時通常需要的許多細節。

注意 CardboardActivity 使用的是粘性沉浸模式，在這種模式下系統 UI 是隱藏的，內容佔據了整個屏幕。 這是 VR 應用程序的要求，因為 CardboardView 只會在 Activity 處於全屏模式時呈現。

Android 4.4（API 級別 19）為 setSystemUiVisibility() 引入了一個新的 SYSTEM_UI_FLAG_IMMERSIVE 標誌，讓您的應用真正“全屏”運行。 此標誌與 SYSTEM_UI_FLAG_HIDE_NAVIGATION 和 SYSTEM_UI_FLAG_FULLSCREEN 標誌結合使用時，會隱藏導航欄和狀態欄，並讓您的應用程序捕獲屏幕上的所有觸摸事件。

定義一個 CardBoardView：

Android 應用程序中的所有用戶界面元素都是使用視圖構建的。 適用於 Android 的 Cardboard SDK 提供了自己的視圖 CardboardView，它是 GLSurfaceView 的便捷擴展，可用於 VR 渲染。 CardboardView 以立體方式呈現內容。 您可以通過以下方式查看演示應用程序如何在其活動佈局 xml 文件中定義 aCardboardView：

 <com.google.vrtoolkit.cardboard.CardboardView    
機器人：fill_parent”    
android:layout_height="fill_parent" />

然後在主活動類中，它在 onCreate() 方法中初始化 CardboardView：

 **
* 將視圖設置為我們的 CardboardView 並初始化我們將使用的轉換矩陣
* 渲染我們的場景。 
* @param 已保存實例狀態 
*/
@覆蓋
公共無效 onCreate(Bundle savedInstanceState) {    
super.onCreate(savedInstanceState);    
setContentView(R.layout.common_ui);    
CardboardView cardboardView = (CardboardView) findViewById(R.id.cardboard_view);    
// 將 CardboardView.StereoRenderer 與 cardboardView 關聯。    
cardboardView.setRenderer(this);    
// 將 cardboardView 與此活動相關聯。    
設置紙板視圖（紙板視圖）；     
// 這裡初始化其他對象
……
}

渲染視圖

獲得 CardboardView 後，將其與渲染器相關聯，然後將 CardboardView 與活動相關聯。 Cardboard 支持兩種渲染器，但最快的入門方法是使用演示應用程序使用的 CardboardView.StereoRenderer。

CardboardView.StereoRenderer 包括以下關鍵方法：

• onNewFrame()，每次應用呈現時調用。
• onDrawEye()，為每隻眼睛調用不同的眼睛參數。

實現這些類似於您通常為 OpenGL 應用程序所做的。 這些方法將在以下部分中更詳細地討論。

實現 onNewFrame

在渲染單個眼睛之前，使用 onNewFrame() 方法對渲染邏輯進行編碼。 任何不特定於單個視圖的每幀操作都應該在這裡發生。 這是更新模型的好地方。 在此代碼段中，變量 mHeadView 包含頭部的位置。 需要保存這個值以供以後使用，以判斷用戶是否在看寶藏：

 /**

* 在我們繪製幀之前準備好 OpenGL ES。

* @param headTransform 新幀中的頭部變換。

*/

@覆蓋

公共無效onNewFrame（HeadTransform headTransform）{

...

headTransform.getHeadView(mHeadView, 0);

...

}

實現 onDrawEye

實現 onDrawEye() 來執行每隻眼睛的配置。

這是渲染代碼的核心，與構建常規 OpenGL ES2 應用程序非常相似。 以下片段顯示瞭如何獲取視圖變換矩陣以及透視變換矩陣。 您需要確保以低延遲進行渲染。 Eye 對象包含眼睛的變換和投影矩陣。 這是事件的順序：

• 寶物進入眼界。
• 我們應用投影矩陣。 這提供了為指定眼睛渲染的場景。
• Cardboard SDK 會自動應用失真來渲染最終場景。

 /**

*為眼睛畫一個框架。

*

* @param eye 要渲染的眼睛。 包括所有必需的轉換。

*/

@覆蓋

公共無效onDrawEye（眼睛）{

GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GLES20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

...

// 將眼睛變換應用於相機。

Matrix.multiplyMM(mView, 0, eye.getEyeView(), 0, mCamera, 0);

 

// 設置燈光的位置

Matrix.multiplyMV(mLightPosInEyeSpace, 0, mView, 0, LIG​​HT_POS_IN_WORLD_SPACE, 0);

 

// 構建 ModelView 和 ModelViewProjection 矩陣

// 用於計算立方體位置和光照。

浮動[] 透視 = eye.getPerspective(Z_NEAR, Z_FAR);

Matrix.multiplyMM(mModelView, 0, mView, 0, mModelCube, 0);

Matrix.multiplyMM(mModelViewProjection, 0, perspective, 0, mModelView, 0);

繪製立方體（）；

 

// 繪製場景的其餘部分。

...

}

處理輸入

Cardboard 查看器包括一個使用磁鐵的按鈕。 當您推動磁鐵時，磁場會發生變化並被手機的磁力計檢測到。 Cardboard SDK 會為您檢測到這些磁鐵事件。

要在用戶拉動磁鐵時提供自定義行為，請在應用的 Activity 中覆蓋CardboardActivity.onCardboardTrigger()。 在尋寶應用中，如果你找到了寶藏並拉動磁鐵，你就可以保留寶藏：

 /**

* 增加分數，隱藏對象，如果用戶在拉動磁鐵時給出反饋

* 看著物體。 否則，提醒用戶做什麼。

*/

@覆蓋

公共無效 onCardboardTrigger() {

如果（isLookingAtObject（））{

分數++；

mOverlayView.show3DToast("找到了！四處尋找下一個。\nScore = " + mScore);

...

} 別的 {

mOverlayView.show3DToast("四處尋找對象！");

}

// 總是給用戶反饋

mVibrator.vibrate(50);

}

開始你自己的項目

現在您已經對適用於 Android 的 Cardboard SDK 更加熟悉了，是時候創建自己的應用程序了。

無論是從頭開始的新項目還是現有項目，這都是您應該做的。

1) 下載這兩個 JAR 文件。 點擊這裡下載

2) 將其複制並粘貼到您的 app/libs 文件夾中（在 Android Studio 項目結構的項目視圖中找到它）

3）右鍵單擊庫並選擇“添加為庫”

然後，確保項目的app/build.gradle文件中存在以下行：

依賴項 { ... 編譯 fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar']) }

您已準備好開始虛擬現實應用程序開發！

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