Verrouillage mondial et ancres spatiales dans Unity
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Faire en sorte que vos hologrammes restent en place, se déplacent avec vous ou, dans certains cas, se positionner par rapport à d’autres hologrammes est une grande partie de la création d’applications Mixed Reality. Cet article vous guidera dans notre solution recommandée à l’aide de World Locking Tools, mais nous aborderons également la configuration manuelle des ancres spatiales dans vos projets Unity. Avant de passer au code, il est important de comprendre comment Unity gère l’espace de coordonnées et les ancres dans son propre moteur.
Systèmes de coordonnées à l’échelle mondiale
Aujourd’hui, lors de l’écriture de jeux, d’applications de visualisation de données ou d’applications de réalité virtuelle, l’approche classique consiste à établir un système de coordonnées universel absolu auquel toutes les autres coordonnées peuvent revenir de manière fiable. Dans cet environnement, vous pouvez toujours trouver une transformation stable qui définit une relation entre deux objets dans ce monde. Si vous ne déplacez pas ces objets, leurs transformations relatives restent toujours les mêmes. Ce type de système de coordonnées global est facile à obtenir lors du rendu d’un monde purement virtuel où vous connaissez toute la géométrie à l’avance. Aujourd’hui, les applications de réalité virtuelle à l’échelle de la pièce établissent généralement ce type de système de coordonnées absolu à l’échelle de la pièce avec son origine sur le sol.
En revanche, un appareil de réalité mixte non attaché comme HoloLens a une compréhension dynamique du monde pilotée par les capteurs, en ajustant continuellement ses connaissances au fil du temps de l’environnement de l’utilisateur à mesure qu’il marche de nombreux mètres à travers un étage entier d’un bâtiment. Dans une expérience à l’échelle mondiale, si vous placez tous vos hologrammes dans un système de coordonnées rigide naïve, ces hologrammes finiraient par dériver au fil du temps, soit en fonction du monde, soit par rapport aux autres.
Par exemple, le casque peut actuellement croire que deux emplacements dans le monde sont séparés de 4 mètres, puis affiner cette compréhension, en apprenant que les emplacements sont en fait à 3,9 mètres. Si ces hologrammes avaient été initialement placés à 4 mètres de distance dans un système de coordonnées rigide unique, l’un d’eux apparaîtrait alors toujours à 0,1 mètre du monde réel.
Vous pouvez placer manuellement des ancres spatiales dans Unity pour maintenir la position d’un hologramme dans le monde physique lorsque l’utilisateur est mobile. Toutefois, cela sacrifie la cohérence de soi dans le monde virtuel. Différentes ancres se déplacent constamment les unes par rapport aux autres, et se déplacent également dans l’espace de coordonnées global. Dans ce scénario, les tâches simples telles que la disposition deviennent difficiles. La simulation physique peut également être problématique.
World Locking Tools (WLT) vous offre le meilleur des deux mondes, stabilisant un système de coordonnées rigide unique à l’aide d’un approvisionnement interne d’ancres spatiales réparties dans la scène virtuelle à mesure que l’utilisateur se déplace. WLT analyse les coordonnées de la caméra et ces ancres spatiales à chaque image. Au lieu de modifier les coordonnées de tout ce qui se trouve dans le monde pour compenser les corrections dans les coordonnées de la tête de l’utilisateur, WLT corrige simplement les coordonnées de la tête à la place.
Choisir votre approche de verrouillage mondial
Si possible, utilisez World Locking Tools pour le positionnement de l’hologramme.
World Locking Tools fournit un système de coordonnées stable qui réduit les incohérences visibles entre les marqueurs virtuels et réels. World Locking Tools verrouille l’ensemble de la scène avec un pool partagé d’ancres, plutôt que de verrouiller chaque groupe d’objets avec la propre ancre individuelle du groupe.
World Locking Tools gère automatiquement la création et la gestion internes des ancres spatiales. Vous n’avez pas besoin d’interagir avec ARAnchorManager ou WorldAnchor pour garder vos hologrammes verrouillés dans le monde entier.
Pour Unity 2019/2020 à l’aide d’OpenXR ou du plug-in Windows XR, utilisez ARAnchorManager.
Pour les anciennes versions d’Unity ou les projets WSA, utilisez WorldAnchor.
Pour commencer à utiliser World Locking Tools, téléchargez l’outil de fonctionnalité Mixed Reality. Pour en savoir plus sur les principes de base, consultez la page de documentation main World Locking Tools pour obtenir des liens vers Vue d’ensemble, Démarrage rapide et d’autres rubriques utiles.
Lorsque votre projet est prêt à être exécuté, exécutez l’utilitaire configurer la scène à partir de Mixed Reality > World Locking Tools :
Important
L’utilitaire de configuration de scène peut être réexécuté à tout moment. Par exemple, il doit être réexécuté si la cible de réalité augmentée est passée de Hérité à XR SDK. Si la scène est déjà correctement configurée, l'exécution de l'utilitaire n'a aucun effet.
Visualiseurs
Au cours du développement précoce, l’ajout de visualiseurs peut être utile pour s’assurer que WLT est configuré et fonctionne correctement. Ils peuvent être supprimés pour des raisons de performance de production ou si, pour une raison quelconque, ils ne sont plus nécessaires, en utilisant l'utilitaire Remove visualizers. Vous trouverez plus d’informations sur les visualiseurs dans la documentation des outils.
Le plug-in OpenXR Mixed Reality fournit des fonctionnalités d’ancrage de base par le biais d’une implémentation d’ARAnchorManager ARFoundation d’Unity. Pour découvrir les bases d’ARAnchors dans ARFoundation, consultez le manuel ARFoundation pour AR Anchor Manager.
Espace de noms :UnityEngine.XR.WSA Type:WorldAnchor
Dans les anciennes versions d’Unity, vous créez une ancre spatiale en ajoutant le composant WorldAnchor Unity à un GameObject.
Ajouter une ancre mondiale
Pour ajouter une ancre mondiale, appelez AddComponent<WorldAnchor>() sur l’objet de jeu avec la transformation que vous souhaitez ancrer dans le monde réel.
Cet objet de jeu est maintenant ancré à son emplacement actuel dans le monde physique. Vous pouvez voir ses coordonnées du monde Unity s’ajuster légèrement au fil du temps pour garantir l’alignement physique. Consultez Charger une ancre mondiale pour retrouver cet emplacement ancré dans une session d’application ultérieure.
Supprimer une ancre mondiale
Si vous ne souhaitez plus que le GameObject verrouille à un emplacement de monde physique et que vous n’avez pas l’intention de le déplacer dans ce cadre, appelez Destroy le composant World Anchor.
Destroy(gameObject.GetComponent<WorldAnchor>());
Si vous souhaitez déplacer ce GameObject cadre, appelez DestroyImmediate à la place.
Une ancre mondiale peut ne pas être locatable dans le monde physique à un moment donné. Unity ne met alors pas à jour la transformation de l’objet ancré. Cette situation peut également se produire pendant l’exécution d’une application. Si vous ne gérez pas le changement de locatabilité, l’objet n’apparaît pas à l’emplacement physique approprié dans le monde.
Pour être averti des modifications de locatabilité :
Abonnez-vous à l’événement OnTrackingChanged . L’événement OnTrackingChanged est appelé chaque fois que l’ancre spatiale sous-jacente passe d’un état locatable ou non locatable.
private void Anchor_OnTrackingChanged(WorldAnchor self, bool located)
{
// This simply activates/deactivates this object and all children when tracking changes
self.gameObject.SetActiveRecursively(located);
}
Si les ancres sont localisées immédiatement, la isLocated propriété de l’ancre est définie sur true quand AddComponent<WorldAnchor>() retourne. Par conséquent, l’événement OnTrackingChanged n’est pas déclenché. Un modèle plus propre consiste à appeler le OnTrackingChanged gestionnaire avec l’état initial IsLocated après l’attachement d’une ancre.
Les ancres spatiales enregistrent les hologrammes dans l’espace réel entre les sessions d’application. Une fois enregistrées dans le magasin d’ancres HoloLens, les ancres spatiales peuvent être trouvées et chargées dans différentes sessions et constituent une solution de secours idéale en l’absence de connectivité Internet.
Important
Les ancres locales sont stockées sur l’appareil, alors que les ancres spatiales Azure sont stockées dans le cloud. Vous pouvez avoir des ancres locales et Azure dans le même projet sans conflit. Pour plus d’informations sur l’intégration des services cloud Azure pour stocker vos ancres, consultez Azure Spatial Anchors.
Par défaut, World Locking Tools restaure le système de coordonnées d’Unity par rapport au monde physique entre les sessions sur les appareils qui prennent en charge la persistance des ancres spatiales locales. Pour qu’un hologramme apparaisse au même endroit dans le monde physique après avoir quitté et réexécuté l’application, il suffit que l’application restaure la même pose sur l’hologramme.
Si l’application a besoin d’un contrôle plus précis, vous pouvez désactiver l’enregistrement automatique et le chargement automatique dans l’inspecteur, et gérer la persistance à partir d’un script. Pour plus d’informations, consultez Conserver les systèmes de coordonnées spatiales.
World Locking Tools prend en charge la persistance d’ancre locale uniquement sur les appareils HoloLens. Pour les appareils Android, iOS et HoloLens, intégrez à Azure Spatial Anchors pour prendre en charge la persistance et le partage d’espaces de coordonnées entre les sessions et les appareils. Pour plus d’informations et des exemples d’utilisation de World Locking Tools avec Azure Spatial Anchors, consultez World Locking Tools (WLT) combiné à Azure Spatial Anchors (ASA).
Une API appelée permet aux XRAnchorStore ancres d’être conservées entre les sessions. est XRAnchorStore une représentation des ancres enregistrées sur un appareil. Vous pouvez conserver les ancres à partir de ARAnchors dans la scène Unity, charger des ancres du stockage dans un nouveau ARAnchorsou supprimer des ancres du stockage.
Notes
Vous enregistrez et chargez ces ancres sur le même appareil. Les ancres inter-appareils sont prises en charge via Azure Spatial Anchors.
Espaces de noms
Pour Unity 2020 et OpenXR :
using Microsoft.MixedReality.ARSubsystems.XRAnchorStore
ou Unity 2019/2020 + Plug-in Windows XR :
using UnityEngine.XR.WindowsMR.XRAnchorStore
Méthodes publiques
{
// A list of all persisted anchors, which can be loaded.
public IReadOnlyList<string> PersistedAnchorNames { get; }
// Clear all persisted anchors
public void Clear();
// Load a single persisted anchor by name. The ARAnchorManager will create this new anchor and report it in
// the ARAnchorManager.anchorsChanged event. The TrackableId returned here is the same TrackableId the
// ARAnchor will have when it is instantiated.
public TrackableId LoadAnchor(string name);
// Attempts to persist an existing ARAnchor with the given TrackableId to the local store. Returns true if
// the storage is successful, false otherwise.
public bool TryPersistAnchor(TrackableId id, string name);
// Removes a single persisted anchor from the anchor store. This will not affect any ARAnchors in the Unity
// scene, only the anchors in storage.
public void UnpersistAnchor(string name);
}
Obtenir une référence de magasin d’ancres
Pour charger le XRAnchorStore avec Unity 2020 et OpenXR, utilisez la méthode d’extension sur XRAnchorSubsystem, le sous-système d’un ARAnchorManager :
public static Task<XRAnchorStore> LoadAnchorStoreAsync(this XRAnchorSubsystem anchorSubsystem)
Pour charger le XRAnchorStore avec Unity 2019/2020 et le plug-in Windows XR, utilisez la méthode d’extension sur XRReferencePointSubsystem (Unity 2019) ou XRAnchorSubsystem (Unity 2020), le sous-système d’un ARReferencePointManager/ARAnchorManager :
// Unity 2019 + Windows XR Plugin
public static Task<XRAnchorStore> TryGetAnchorStoreAsync(this XRReferencePointSubsystem anchorSubsystem);
// Unity 2020 + Windows XR Plugin
public static Task<XRAnchorStore> TryGetAnchorStoreAsync(this XRAnchorSubsystem anchorSubsystem);
Charger un magasin d’ancres
Pour charger un magasin d’ancres dans Unity 2020 et OpenXR, accédez-y à partir d’un sous-système d’ARAnchorManager comme suit :
Pour afficher un exemple complet d’ancres persistantes/non persistantes, case activée le script Anchors -> Anchors Sample GameObject and AnchorsSample.cs dans la [Mixed Reality OpenXR Plugin Sample Scene](()https://github.com/microsoft/OpenXR-Unity-MixedReality-Samples :
Pour la persistance d’hologrammes dans les anciennes versions d’Unity ou les projets WSA, utilisez WorldAnchor.
Espace de noms :UnityEngine.XR.WSA.Persistence Class:WorldAnchorStore
WorldAnchorStore crée des expériences holographiques où les hologrammes restent dans des positions spécifiques du monde réel sur les instances de l’application. Les utilisateurs peuvent épingler des hologrammes individuels où ils le souhaitent et les retrouver plus tard au même endroit au cours des sessions d’application.
Le WorldAnchorStore vous permet de conserver l’emplacement des ancres mondiales entre les sessions. Pour conserver les hologrammes entre les sessions, effectuez une trace distincte des GameObjects hologrammes qui utilisent une ancre mondiale particulière. Vous pouvez créer une GameObject racine avec une ancre mondiale et ancrer des hologrammes enfants avec un décalage de position locale.
Pour charger des hologrammes des sessions précédentes :
Obtenez le WorldAnchorStore.
Chargez les données d’application world anchor, ce qui vous donne l’ID de l’ancre mondiale.
Chargez l’ancre mondiale par son ID.
Pour enregistrer des hologrammes pour des sessions ultérieures :
Obtenez le WorldAnchorStore.
Enregistrez une ancre mondiale en spécifiant un ID.
Enregistrez les données d’application liées à l’ancre mondiale avec l’ID.
Obtenir le WorldAnchorStore
Conservez une référence à , WorldAnchorStoreafin de savoir quand il est prêt à effectuer une opération. Étant donné que cet appel est asynchrone, dès que l’application démarre, vous pouvez appeler :
WorldAnchorStore.GetAsync(StoreLoaded);
StoreLoaded est le gestionnaire à la fin du WorldAnchorStore chargement :
Vous disposez maintenant d’une référence à , WorldAnchorStoreque vous pouvez utiliser pour enregistrer et charger des ancres mondiales spécifiques.
Enregistrer une ancre mondiale
Pour enregistrer une ancre mondiale, nommez l’ancre mondiale et passez-la dans le WorldAnchorStore que vous avez obtenu avant. Si vous essayez d’enregistrer deux ancres dans la même chaîne, store.Save retourne false. Supprimez l’enregistrement précédent avant d’en enregistrer un nouveau.
private void SaveGame()
{
// Save data about holograms that this world anchor positions
if (!this.savedRoot) // Only save the root once
{
this.savedRoot = this.store.Save("rootGameObject", anchor);
Assert(this.savedRoot);
}
}
Charger une ancre mondiale
Pour charger une ancre mondiale :
private void LoadGame()
{
// Saved data about holograms that this world anchor positions:
this.savedRoot = this.store.Load("rootGameObject", rootGameObject);
if (!this.savedRoot)
{
// Game root not saved. Re-place objects or start over.
}
}
Vous pouvez également utiliser store.Delete() pour supprimer une ancre que vous avez précédemment enregistrée et store.Clear() pour supprimer toutes les données précédemment enregistrées.
Énumérer les ancres existantes
Pour répertorier les ancres stockées, appelez GetAllIds.
string[] ids = this.store.GetAllIds();
for (int index = 0; index < ids.Length; index++)
{
Debug.Log(ids[index]);
}
Conserver les hologrammes pour plusieurs appareils
Vous pouvez utiliser Azure Spatial Anchors pour créer une ancre cloud durable à partir d’une ancre mondiale locale. Votre application peut localiser l’ancre cloud sur plusieurs appareils HoloLens, iOS et Android, même si les appareils ne sont pas ensemble en même temps. Étant donné que les ancres cloud sont persistantes, plusieurs appareils peuvent voir le contenu affiché par rapport à cette ancre dans le même emplacement physique au fil du temps.
Étapes suivantes
Partagez un espace de coordonnées universel verrouillé :
