AR開發(fā)中的Unity 3D與原生代碼交互技術(shù)

2017-12-06 02:37:31魏三強(qiáng)

重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)) 2017年11期

關(guān)鍵詞：引擎界面游戲

魏三強(qiáng)

(1.宿州職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)信息系，安徽宿州 234101；2.中國礦業(yè)大學(xué) 信息與控制工程學(xué)院，江蘇徐州 221116)

AR開發(fā)中的Unity3D與原生代碼交互技術(shù)

魏三強(qiáng)1,2

(1.宿州職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)信息系，安徽宿州 234101；2.中國礦業(yè)大學(xué) 信息與控制工程學(xué)院，江蘇徐州 221116)

為了解決AR產(chǎn)品開發(fā)過程中Unity 3D與原生代碼之間的交互問題，分別介紹了Unity 3D與Android原生代碼、Unity 3D與iOS原生代碼之間的交互技術(shù)。通過一個(gè)AR系統(tǒng)實(shí)例開發(fā)，應(yīng)用圖像識別、匹配和交互等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)結(jié)合的視覺體驗(yàn)效果。實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表明：系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，效果逼真。說明運(yùn)用Unity 3D與原生代碼之間的交互技術(shù)，能夠合理解決AR產(chǎn)品開發(fā)過程中Unity 3D與原生代碼之間的交互問題。

AR； Unity 3D； Android原生代碼； iOS原生代碼；交互

在AR(augmented reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))產(chǎn)品的開發(fā)過程中，經(jīng)常需要與系統(tǒng)原生代碼進(jìn)行相互調(diào)用。由于目前很多AR應(yīng)用都是使用C#、JavaScript配合Unity 3D進(jìn)行開發(fā)，而大部分傳統(tǒng)應(yīng)用都是使用原生語言開發(fā)，比如Android系統(tǒng)使用Java語言開發(fā)，而iOS系統(tǒng)使用Objective-C或Swift進(jìn)行開發(fā)[1]。在國內(nèi)一些AR產(chǎn)品開發(fā)實(shí)例中，林一[2]等提出了一套基于心智模型VR與AR混合式移動導(dǎo)覽系統(tǒng)；上官大堰[3]等進(jìn)行了基于Android平臺的Unity 3D網(wǎng)絡(luò)功能的開發(fā)；于意[4]設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于iOS移動平臺的Unity 3D幼兒認(rèn)知游戲；李智鵬[5]設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于Unity 3D引擎的空中戰(zhàn)機(jī)游戲；鄧增強(qiáng)[6]等使用Unity 3D引擎開發(fā)了一款 3D街機(jī)游戲，實(shí)現(xiàn)了Unity 3D與Android之間的數(shù)據(jù)交互。在以上AR系統(tǒng)開發(fā)實(shí)踐中，不可避免地需要在Unity 3D中調(diào)用Android原生接口，或從Objective-C給Unity 3D接口發(fā)送消息。鑒于此，本文擬對AR產(chǎn)品開發(fā)中的Unity 3D與Android、iOS原生代碼之間的交互技術(shù)進(jìn)行研究，以期合理解決AR產(chǎn)品開發(fā)過程中Unity 3D與原生代碼之間的交互問題。

1 預(yù)備知識

1.1 AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)簡稱AR，是一種實(shí)時(shí)計(jì)算攝像機(jī)捕捉到的現(xiàn)實(shí)影像的位置及角度并加上相應(yīng)虛擬信息的技術(shù)。它不僅能夠展現(xiàn)真實(shí)世界的信息，還能夠通過增加虛擬信息而對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行增強(qiáng)，AR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。AR系統(tǒng)中的交互方式主要有基本命令式交互、雙手交互、多通道交互、特殊工具的交互等方式[7]。AR可應(yīng)用于游戲、軍事、醫(yī)療、教育、文物古跡保護(hù)、旅游、工業(yè)等眾多領(lǐng)域[8]，隨著硬件性能的不斷提升和軟件解決方案的日趨成熟，AR產(chǎn)品將越來越多地走入人們的視線。

1.2 Unity 3D游戲引擎

Unity 3D是由Unity Technologies公司開發(fā)的一個(gè)專業(yè)游戲引擎，它讓玩家能夠輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實(shí)時(shí)三維動畫等類型互動內(nèi)容的多平臺的綜合型游戲開發(fā)工具如圖2所示[9]。

圖1 AR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2 Unity 3D開發(fā)環(huán)境

使用Unity 3D開發(fā)的游戲不計(jì)其數(shù)，其中比較經(jīng)典的網(wǎng)頁游戲如坦克英雄、魔晶星球、木乃伊和極限摩托車等，手機(jī)游戲如失落帝國、戰(zhàn)艦少女、全民炫舞和出租車司機(jī)等，單機(jī)游戲如軒轅劍六、御天降魔傳和金庸群俠傳等。目前，Unity 3D已經(jīng)成為開發(fā)AR項(xiàng)目的主流引擎[9-10]。

2 Unity 3D與原生代碼之間的交互

2.1 Unity 3D與Android原生代碼之間的交互

Android開發(fā)環(huán)境主要是Eclipse和Android Studio，本小節(jié)內(nèi)容主要是在Eclipse下配置好Android開發(fā)環(huán)境(包括下載和安裝JDK并配置環(huán)境變量，下載和安裝Android SDK并在Eclipse中配置并指定Android SDK)。在開發(fā)環(huán)境配置完成后，新建一個(gè)Android工程，將Unity 3D工程導(dǎo)出為Android工程，用Eclipse打開從Unity 3D導(dǎo)出的工程，該工程中有UnityPlayerActivity.java這個(gè)文件，它是進(jìn)行Unity 3D與Android互通的關(guān)鍵所在。接著，在Unity的3D界面前添加一個(gè)Android原生界面，主要包括以下幾個(gè)步驟[11]。

1) 創(chuàng)建新的文件Activity，核心代碼如下：

public class MainMenuActivity extends Activity

{

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

this.setContentView(R.layout.mainmenu);

Button btn=(Button)this.findViewById(R.id.startButton);

//用該語句為按鈕添加一個(gè)點(diǎn)擊事件，并且將它切換至Unity 3D的Activity

btn.setOnClickListener(new OnClickListener( ) {

@Override

Public void onClick(View v) {

Intent it=new Intent( );

it.setClass(MainMenuActivity.this,UnityPlayerActivity.class);

MainMenuActivity.this.StartActivity(it);

}

});

}

2) 創(chuàng)建原生界面布局文件mainmenu.xml，核心代碼如下：

android:layout_wideth=“match_parent”

android:layout_height=“match_parent”

android:orientation=“vertical”

AR開發(fā)中的Unity 3D與原生代碼交互技術(shù)

1 預(yù)備知識

2 Unity 3D與原生代碼之間的交互

3 基于Unity 3D與Android原生代碼交互技術(shù)的AR開發(fā)實(shí)例

4 結(jié)束語