Unity3D for VR 学习(2): 暴风魔镜框架探索
作者：王文刚
学习一项新技术，通常有三个关键要点：
- 掌握厂家提供的用户 API 手册：通过 API 手册，我们能了解该技术所提供的功能接口，为后续的开发工作奠定基础。
- 掌握厂家提供的 demo 样例：demo 样例是实际应用的示例，通过分析和运行它，我们可以快速熟悉技术的使用方法和流程。
- 参考《每个研发人员都应树立的一个 demo 模式》：这篇文章可能提供了关于构建和使用 demo 的有效模式和思路，有助于我们更好地学习和应用新技术。
因此，学习魔镜 4 技术也遵循这一规律。
暴风魔镜 4 概述
暴风魔镜 4 是一种基于“硬件 + 暴风 VR SDK 软件”的 CardBoard VR 解决方案。
硬件方面
魔镜 4 硬件主要由 2 个凸透镜和塑料头盔构成，它为展示 VR 效果提供了容器工具。为了获得酷炫的 VR 效果，需要依赖 5 寸以上、分辨率在 720P 以上的 Android 手机。将通过暴风魔镜 SDK 开发的 App 安装到手机上，放入魔镜中，通过凸透镜就能看到 VR 效果。这种 Cardboard 方式的 VR 受到了 2 年前 Google CardBoard 的启发。
参考：[暴风魔镜 4 适配机型列表（2015.12.2 更新）]
网上有关于几十元自行组装 Google CardBoard 的说法，但对于 DIY 硬件，笔者兴趣不大。花 100 多元购买一个现成的暴风魔镜 4 是个不错的选择。
暴风 SDK 软件
对于 Unity3D 程序员来说，SDK 软件是重点关注的内容。下面通过魔镜提供的 360 度图片的 Unity3D 层次截图，来分析部分 SDK 软件框架：
- UI：主要采用 UGUI 制作了一个返回主界面的 Button。在 VR 场景中，UGUI 的 3D UI 效果十分显著。而且 UGUI 是 Unity 原生的，效果良好，因此使用 UGUI 制作 UI 是未来的发展趋势。
- MojingMain、MojingVRHead：负责接收陀螺仪数据，包括水平坐标 x 和垂直坐标 y 的数据。通过这些数据，我们可以了解设备的姿态和方向。
- MojingInputManager：负责手机蓝牙的输入控制，可直接复用。魔镜出厂时适配了魔镜蓝牙和小米蓝牙控制器。目前，蓝牙手柄是比较常见的外设输入设备，随着 Oculus Touch 的面世，外设输入可能会有进一步的发展。
- GazePointer\Pose3D：即眼睛目视前方的小黄点，这是 VR 应用中一个很有趣的实践。当没有蓝牙控制器时，可以通过这个轨迹点实现功能选择。通过查看代码中的英文注释，发现其与当年 Google CardBoard 代码相同。
- MojingEye：一个 VR 应用需要使用 2 个 Camera，分别为 Left 和 Right，模拟人的左右眼，从而实现立体视觉效果。
VR 的常见 Q&A
1. PC 和 APP 的应用能否复用？
答复：不能复用。APP 应用是运行在手机上的，而 PC 应用使用的是 *.exe 格式，两者的运行环境和架构不同。不过，如果是 3D 片源则可以在不同平台使用。
2. 近视镜问题？
答复：暴风魔镜 4 提供的空间较大，笔者 600 度近视，戴着眼镜使用没有问题。此外，Oculus Rift 提供了 3 组镜片，对于近视度数小于等于 400 度的用户，也能正常使用。
3. 伤眼睛问题？
答复：这是笔者最为担心的问题。经过几天的试用，发现似乎不会伤眼睛。从原理上来说，让人眼感受到具有深度信息的持续的 3D 渲染是虚拟现实最重要的部分。为了产生深度信息，VR 设备会给每个眼睛生成一张图片，这两张图片在视觉上有一点点偏移量，以此模拟人眼的视差，即人脑处理在不同位置看到的物体而产生的深度信息。同时，为了产生更好的视觉效果，会将图片扭曲以模拟人眼的球形表面，通过桶形畸变技术来实现。在使用暴风魔镜 4 时，眼睛实际上在任何时候都在观看远景。
4. 市场成熟度问题？
答复：目前 VR 市场仍处于成熟前期。如果技术能够突破 2k + 屏幕、60FPS +、<20ms 这三个要素，并且 VR 设备价格大幅降低，那么 VR 内容市场将会迎来快速发展阶段，或许在 2016Q3 之后会有不错的市场表现。
5. 用什么来开发 VR 产品？
答复：主要使用 Unity3D 和 UE4 进行开发，其中 Unity3D 占据了 70%以上的市场份额。VR 在 PC 端应用可能更具优势，但初期暴风魔镜 100 多元的低价格，使得开发手机版 App 成为其特长，而这正是 Unity3D 的擅长领域。
6. 图像抗镜片畸变问题？
答复：畸变（distortion）是指物体上的直线经过透镜成像后变成弯曲的现象，它是由于透镜的放大率随光束和主轴间所成角度改变而引起的。详细信息可查看[畸变百科]。
笔者在网上还发现了一本新出的《Learning Virtual Reality》书，其 PDF 电子版链接为：[http://pan.baidu.com/s/1c1lP64C]
最后，经过一番研究，笔者发现暴风魔镜和暴风影音属于同一团队，大厂能够紧跟技术潮流，值得称赞。同时，再次复习一下 Unity3D 的 3D 数学知识是很有必要的，因为在 VR 技术中，3D 数学的应用非常广泛。可参考《C# 程序员整理的 Unity 3D 笔记（十）：Unity3D 的位移、旋转的 3D 数学模型》。