Unity学习2:如何实现个性化渲染平面(图文详细)

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1.AR Plane Manager(平面追踪对象管理器)

平面管理器是一种可跟踪的管理器。

平面管理器为环境中每个检测到的平面创建游戏对象。平面是由位姿、尺寸和边界点表示的平面。边界点是凸的(每个检测出来的边界角都是大于90°)。

环境中可以被检测为平面的特征示例包括水平桌子、地板、工作台面和垂直墙壁。

负责管理平面以及管理检测出的这些平面,但不负责渲染平面,由其Plane Prefab属性指定的预制体负责

两个属性组件:

  1. Plane Prefab:平面预制体,不赋值的会自动实例化一个空对象
  2. Detection Mode:设置平面检测方式,如水平平面(Horizontal),垂直平面(Vertical),水平和垂直平面(Everything),不检测平面(Nothing)

image-20220109095249440

2.可视化平面

要可视化平面,您需要创建一个 Prefab 或 GameObject,其中包含一个订阅 ARPlane 的 boundaryChanged 事件的组件。 ARFoundation 提供了一个 ARPlaneMeshVisualizer。该组件从边界顶点生成网格并将其分配给 MeshCollider、MeshFilter 和 LineRenderer(如果存在)。

要创建一个新的 GameObject,然后您可以使用它来创建您的 Prefab,请在您的 Scene 视图中单击鼠标右键,然后从出现的上下文菜单中选择 GameObject > XR > AR Default Plane

新建一个AR Default Plane对象作为预制体(默认平面预制体)

其中各属性的说明:

AR Plane:负责各类属性事宜,如是否在移除平面时销毁此实例化对象

AR Plane Mesh Visualizer:主要从边界特征点和其他特征点三角化生成一个平面网格

Mesh Renderer:使用Mesh Renderer采用合适材质渲染平面

Line Renderer:负责渲染平面可视化后的边界连线

image-20220109095216797

演示视频:默认浅黄色的平面,黑色的边界线

www.bilibili.com/video/BV1pZ…

创建 AR Default Plane 后,将其分配给 ARPlaneManager 的 Plane Prefab 字段。您可以直接使用它,也可以通过将AR Default Plane 拖到 Assets 文件夹中来创建 Prefab。默认平面如下所示:

image-20220109195607721

3.个性化渲染平面

我下载的是官方的demo

  1. 首先将AR Default Plane对象下的Line Renderer组件移除

  2. 编写一个c#脚本ARFeatheredPlaneMeshVisualizer,并将其作为组件添加到AR Default Plane对象上

     using System.Collections.Generic;
     using UnityEngine;
     using UnityEngine.XR.ARFoundation;
     ​
     ​
     [RequireComponent(typeof(ARPlaneMeshVisualizer), typeof(MeshRenderer), typeof(ARPlane))]
     public class ARFeatheredPlaneMeshVisualizer : MonoBehaviour
     {
         [Tooltip("The width of the texture feathering (in world units).")]
         [SerializeField]
         float m_FeatheringWidth = 0.2f;
     ​
         public float featheringWidth
         { 
             get { return m_FeatheringWidth; }
             set { m_FeatheringWidth = value; } 
         }
     ​
         void Awake()
         {
             m_PlaneMeshVisualizer = GetComponent<ARPlaneMeshVisualizer>();
             m_FeatheredPlaneMaterial = GetComponent<MeshRenderer>().material;
             m_Plane = GetComponent<ARPlane>();
         }
     ​
         void OnEnable()
         {
             m_Plane.boundaryChanged += ARPlane_boundaryUpdated;
         }
     ​
         void OnDisable()
         {
             m_Plane.boundaryChanged -= ARPlane_boundaryUpdated;
         }
     ​
         void ARPlane_boundaryUpdated(ARPlaneBoundaryChangedEventArgs eventArgs)
         {
             GenerateBoundaryUVs(m_PlaneMeshVisualizer.mesh);
         }
     ​
         void GenerateBoundaryUVs(Mesh mesh)
         {
             int vertexCount = mesh.vertexCount;
     ​
             // Reuse the list of UVs
             s_FeatheringUVs.Clear();
             if (s_FeatheringUVs.Capacity < vertexCount) { s_FeatheringUVs.Capacity = vertexCount; }
     ​
             mesh.GetVertices(s_Vertices);
     ​
             Vector3 centerInPlaneSpace = s_Vertices[s_Vertices.Count - 1];
             Vector3 uv = new Vector3(0, 0, 0);
             float shortestUVMapping = float.MaxValue;
     ​
             // Assume the last vertex is the center vertex.
             for (int i = 0; i < vertexCount - 1; i++)
             {
                 float vertexDist = Vector3.Distance(s_Vertices[i], centerInPlaneSpace);
     ​
                 float uvMapping = vertexDist / Mathf.Max(vertexDist - featheringWidth, 0.001f);
                 uv.x = uvMapping;
     ​
                 if (shortestUVMapping > uvMapping) { shortestUVMapping = uvMapping; }
     ​
                 s_FeatheringUVs.Add(uv);
             }
     ​
             m_FeatheredPlaneMaterial.SetFloat("_ShortestUVMapping", shortestUVMapping);
     ​
             // Add the center vertex UV
             uv.Set(0, 0, 0);
             s_FeatheringUVs.Add(uv);
     ​
             mesh.SetUVs(1, s_FeatheringUVs);
             mesh.UploadMeshData(false);
         }
     ​
         static List<Vector3> s_FeatheringUVs = new List<Vector3>();
     ​
         static List<Vector3> s_Vertices = new List<Vector3>();
     ​
         ARPlaneMeshVisualizer m_PlaneMeshVisualizer;
     ​
         ARPlane m_Plane;
     ​
         Material m_FeatheredPlaneMaterial;
     }
     ​
    

    image-20220114204629357

  3. 在project窗口的Assets下新建一个文件夹Shaders,在其中右键-》create-》shader-》Unlit Shader创建一个shader文件,并命名为FeatheredPlaneShader

     Shader "Unlit/FeatheredPlaneShader"
     {
         Properties
         {
             _MainTex("Texture", 2D) = "white" {}
             _TexTintColor("Texture Tint Color", Color) = (1,1,1,1)
             _PlaneColor("Plane Color", Color) = (1,1,1,1)
         }
             SubShader
             {
                 Tags { "RenderType" = "Transparent" "Queue" = "Transparent" }
                 LOD 100
                 Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha
                 ZWrite Off
     ​
                 Pass
                 {
                     CGPROGRAM
                     #pragma vertex vert
                     #pragma fragment frag
     ​
                     #include "UnityCG.cginc"
     ​
                     struct appdata
                     {
                         float4 vertex : POSITION;
                         float2 uv : TEXCOORD0;
                         float3 uv2 : TEXCOORD1;
     ​
                         UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
                     };
     ​
                     struct v2f
                     {
                         float4 vertex : SV_POSITION;
                         float2 uv : TEXCOORD0;
                         float3 uv2 : TEXCOORD1;
     ​
                         UNITY_VERTEX_OUTPUT_STEREO
                     };
     ​
                     sampler2D _MainTex;
                     float4 _MainTex_ST;
                     fixed4 _TexTintColor;
                     fixed4 _PlaneColor;
                     float _ShortestUVMapping;
     ​
                     v2f vert(appdata v)
                     {
                         v2f o;
     ​
                         UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(v);
                         UNITY_INITIALIZE_OUTPUT(v2f, o);
                         UNITY_INITIALIZE_VERTEX_OUTPUT_STEREO(o);
     ​
                         o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                         o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);
                         o.uv2 = v.uv2;
                         return o;
                     }
     ​
                     fixed4 frag(v2f i) : SV_Target
                     {
                         UNITY_SETUP_STEREO_EYE_INDEX_POST_VERTEX(i);
     ​
                         fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv) * _TexTintColor;
                         col = lerp(_PlaneColor, col, col.a);
                         col.a *= 1 - smoothstep(1, _ShortestUVMapping, i.uv2.x);
                         return col;
                     }
                     ENDCG
                 }
             }
     }
     ​
    

    image-20220114205946065

  4. 然后在Materials文件下创建一个新的材质,右键-》create-》material,并命名为Plane Mat,其下有一属性Shader,在其中搜索刚写好的shader脚本代码,添加进来

    image-20220114214752472

  1. 在project窗口的Assets下新建一个文件夹Textures,将一个png格式的渲染图片拖到此文件夹下,自动生成一个同名的(Texture 2D)文件image-20220114215225434image-20220114215338632

    PlanePatternDot

  2. 选中Plant Mat,在Inspector窗口下,有一个Texture属性,选择我们刚拖进来的png图片,其中Texture Tint Color为纹理显示的颜色,Plane Color为平面的颜色,再将这个材质拖动添加到AR Default Plane对象上去,

    image-20220114215818976

    image-20220114221646761

  3. 至此个性化渲染平面已经制作完成,总结一下:不同于默认的黄色平面,黑色边界线,自定义的平面效果可以设置Shader脚本渲染Texture图片纹理属性,并将Texture图片设置在一个新材质material上,material可以设置纹理颜色和平面背景颜色(一般是透明),最终在Android手机上跑一下效果: www.bilibili.com/video/BV16P…