Google VR技术大揭秘

VR

虚拟现实(Virtual Reality)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,它利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真, 使用户沉浸到该环境中。

附:Wikipedia

VR产品

Google VR Oculus HTC Vivi

Google VR for Android

Google VR SDK同时支持DayDream和CardBoard。 包含了一些用于创建App的简单API和支持DayDream手机、DayDream控制器的复杂API。同时涵盖了Android、iOS、Unity三大平台。

SDK下载

sdk地址:

git clone https://github.com/googlevr/gvr-android-sdk.git

运行官网项目

在使用之前,我们先运行下官网的项目。导入gvr-android-sdk到Android Studio, 同步的过程中需要下载很多库所以会比较耗时,另外可能出现build失败的情况,这时可以尝试使用本地的gradle来编译。 gradle版本最好为最新版本。

项目展示了印加文明遗迹马丘比丘的全景图(Panorama):

在真机上运行时,会有一个Cardboard选项。点击上图红色框中的按钮即可进入Cardboard模式。

Demo代码的主要逻辑就是加载一张全景图放入VrPanoramaView中。

panoOptions = new Options();
panoOptions.inputType = Options.TYPE_STEREO_OVER_UNDER;//图像类型为立体图像
istr = assetManager.open("andes.jpg");//加载assets目录下的全景图
panoWidgetView.loadImageFromBitmap(BitmapFactory.decodeStream(istr), panoOptions);

全景图片andes是由两张图片组成,上面一张是给左眼看,下面一张是给右眼看。

Demo的声音的实现是加载assets目录下的congo.mp4视频到VrVideoView中。

videoWidgetView.loadVideoFromAsset("congo.mp4", options);

congo.mp4的视频内容也是分为上下部分,上面给左眼看,下面给右眼看。

treasurehunt

treasurehunt展示了一个简单到离谱的寻宝游戏,当vr世界中矩形变成金黄色时,点击手机屏幕或者使用Daydream的控制器,即可完成寻宝。游戏还伴有音效。

controllerclient

接收DayDream控制器输入示例

videoplayer

使用Asynchronous Reprojection播放视频示例

全景图(PanoramaActivity)

1. 配置build.gradle

//修改minSDK为19
minSdkVersion 19
//添加依赖
compile 'com.google.vr:sdk-panowidget:1.20.0'

2. 配置AndroidManifest.xml

由于全景图占内存较大,当加载多张全景图时可能存在内存溢出的情况,所以这里开启largeHeap。

<application android:largeHeap="true"></application>

3. 加载全景图

private class LoadPanoramaImageTask extends AsyncTask<Void, Void, Bitmap> {

    @Override
    protected Bitmap doInBackground(Void... params) {
        try {
            //加载assets目录下的全景图片
            AssetManager assetManager = getAssets();
            InputStream open = assetManager.open("andes.jpg");
            return BitmapFactory.decodeStream(open);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    @Override
    protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {
        VrPanoramaView.Options options = new VrPanoramaView.Options();
        //图片类型为立体图像
        options.inputType = VrPanoramaView.Options.TYPE_STEREO_OVER_UNDER;
        mVrPanoramaView.loadImageFromBitmap(bitmap, options);
    }
}

4. 生命周期管理

@Override
protected void onPause() {
    mVrPanoramaView.pauseRendering();
    super.onPause();
}

@Override
protected void onResume() {
    super.onResume();
    mVrPanoramaView.resumeRendering();
}

@Override
protected void onDestroy() {
    // Destroy the widget and free memory.
    mVrPanoramaView.shutdown();
    // The background task has a 5 second timeout so it can potentially stay alive for 5 seconds
    // after the activity is destroyed unless it is explicitly cancelled.
    if (mLoadPanoramaImageTask != null) {
        mLoadPanoramaImageTask.cancel(true);
    }
    super.onDestroy();
}

5. 事件监听

mVrPanoramaView.setEventListener(mVrPanoramaEventListener);

private VrPanoramaEventListener mVrPanoramaEventListener = new VrPanoramaEventListener() {
    /**
     * 点击回调
     */
    @Override
    public void onClick() {
        super.onClick();
    }

    /**
     * 加载数据成功回调
     */
    @Override
    public void onLoadSuccess() {
        super.onLoadSuccess();
    }

    /**
     * 加载数据失败回调
     */
    @Override
    public void onLoadError(String errorMessage) {
        super.onLoadError(errorMessage);
    }
};

360 视频

1. 配置build.gradle

//添加依赖//
minSdkVersion 19
//已经配置则忽略
compile 'com.google.vr:sdk-videowidget:1.20.0'

2. 配置AndroidManifest.xml (已经配置则忽略)

<application android:largeHeap="true"></application>

3. 加载视频

VrVideoView.Options options = new VrVideoView.Options();
//视频类型为立体视频
options.inputType = VrVideoView.Options.TYPE_STEREO_OVER_UNDER;
try {
    mVrVideoView.loadVideoFromAsset("congo.mp4", options);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

4. 生命周期管理

@Override
protected void onPause() {
    super.onPause();
    // Prevent the view from rendering continuously when in the background.
    mVrVideoView.pauseRendering();
    // If the video is playing when onPause() is called, the default behavior will be to pause
    // the video and keep it paused when onResume() is called.
    isPaused = true;
}

@Override
protected void onResume() {
    super.onResume();
    mVrVideoView.resumeRendering();
}

@Override
protected void onDestroy() {
    // Destroy the widget and free memory.
    mVrVideoView.shutdown();
    super.onDestroy();
}

5. 事件监听

private VrVideoEventListener mVrEventListener = new VrVideoEventListener() {

    @Override
    public void onLoadError(String errorMessage) {
        Toast.makeText(VrVideoActivity.this, "onLoadError", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }

    @Override
    public void onLoadSuccess() {
        Toast.makeText(VrVideoActivity.this, "onLoadSuccess", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }

    @Override
    public void onNewFrame() {
    }

    @Override
    public void onCompletion() {
        Toast.makeText(VrVideoActivity.this, "onCompletion", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        mVrVideoView.seekTo(0);//播放结束后重新开始播放
    }

    @Override
    public void onClick() {
        togglePause();//点击暂停或者播放
    }
};

Demo

本demo实现一个全景图控制显示的效果。这里主要演示下VrPanoramaView控件的使用。

初始化VrPanoramaView

private void initPanoramaView() {
    mVrPanoramaView = (VrPanoramaView) findViewById(R.id.vr_panorama_view);
    //mVrPanoramaView.setDisplayMode(VrWidgetView.DisplayMode.FULLSCREEN_MONO);//全屏模式,弹出一个全屏的Dialog
    mVrPanoramaView.setInfoButtonEnabled(false);//隐藏信息按钮
    mVrPanoramaView.setStereoModeButtonEnabled(false);//隐藏cardboard按钮
    mVrPanoramaView.setFullscreenButtonEnabled(false);//隐藏全屏按钮
    mUrl = getIntent().getStringExtra("url");
    OkGo.get(mUrl).cacheKey(mUrl).tag(mUrl).execute(new BitmapCallback() {

        @Override
        public void onSuccess(Bitmap bitmap, Call call, Response response) {
            VrPanoramaView.Options options = new VrPanoramaView.Options();
            //设置图片类型为单通道图片
            options.inputType = VrPanoramaView.Options.TYPE_MONO;
            mVrPanoramaView.loadImageFromBitmap(bitmap, options);
        }
    });
}

初始化MediaPlayer

/**
 * 如果有音乐数据则播放音乐
 */
private void initMediaPlayer() {
    String mp3 = getIntent().getStringExtra("mp3");
    if (mp3 != null) {
        mMediaPlayer = new MediaPlayer();
        try {
            mMediaPlayer.setDataSource(this, Uri.parse(mp3));
            mMediaPlayer.setOnPreparedListener(mOnPreparedListener);
            mMediaPlayer.prepareAsync();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

生命周期管理

@Override
protected void onResume() {
    super.onResume();
    mVrPanoramaView.resumeRendering();
}

@Override
protected void onPause() {
    super.onPause();
    mVrPanoramaView.pauseRendering();
    if (mMediaPlayer != null) {
        mMediaPlayer.pause();
    }
}

@Override
protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    mVrPanoramaView.shutdown();
    OkGo.getInstance().cancelTag(mUrl);//取消请求
    if (mMediaPlayer != null) {
        mMediaPlayer.release();
        mMediaPlayer = null;
    }
}

VR View

VR View允许开发者在网站或app中嵌入360度全景多媒体文件(图片和视频)。这个技术主要是提供给传统的开发者,可以通过在app中添加动态内容来提升用户体验。比如旅行或房地产类型的app,可以让用户足不出户就体验到虚拟场景。VR View同时支持web和Native app。 VR View同时支持单声道和立体声的图片和视频,但是图片和视频的存储格式必须为equirectangular-panoramic格式,这是一种常见的摄像头尺寸支持的格式。 VR view是客户端的显示技术,那么我们怎么去拍摄符合VR view要求的内容呢?

真实世界中的拍摄

Cardboard Camera App ,用这个app可以和方便的拍摄360照片,拍摄完成后需要通过conversion tool来创建一个立体声的360照片。

Ricoh Theta 一个非常流行的,相对廉价的用来拍摄单声道相片和视频的设备。

1,CG 拍摄 VR view的图片不仅仅限制在真实世界中拍摄。CGI(计算机合成图像)可以为所有的东西生成360度全景照片和视频,最流行拍摄解决方案如下:

360 Panorama Capture for Unity Unity插件 Unreal 虚幻引擎 Domemaster3D for Maya Renderman 一个开源库 Rendering Omnidirectional Stereo Content

下面用伪代码展示如何用VrPanoramaView和VrVideoView展示360度图片和视频。

<com.google.vr.sdk.widgets.pano.VrPanoramaView
            android:id="@+id/pano_view"
            android:layout_margin="5dip"
            android:layout_width="match_parent"
            android:scrollbars="@null"
            android:layout_height="250dip"/>

<com.google.vr.sdk.widgets.video.VrVideoView
          android:id="@+id/video_view"
          android:layout_width="match_parent"
          android:scrollbars="@null"
          android:layout_height="250dip"/>
//展示全景图片
 panoWidgetView = (VrPanoramaView) findViewById(R.id.pano_view);
//图片加载结果回调
private class ActivityEventListener extends VrPanoramaEventListener {
    /**
     * Called by pano widget on the UI thread when it's done loading the image.
     */
    @Override
    public void onLoadSuccess() {
      loadImageSuccessful = true;
    }

    /**
     * Called by pano widget on the UI thread on any asynchronous error.
     */
    @Override
    public void onLoadError(String errorMessage) {
      loadImageSuccessful = false;
      Toast.makeText(
          SimpleVrPanoramaActivity.this, "Error loading pano: " + errorMessage, Toast.LENGTH_LONG)
          .show();
      Log.e(TAG, "Error loading pano: " + errorMessage);
    }
  }
//设置图片加载监听
    panoWidgetView.setEventListener(new ActivityEventListener());

//加载图像的Bitmap数据 istr是一个文件输入流
//VrPanoramaView.Options是用来配置图片格式的
// TYPE_MONO 包含单一圆柱的全景图像
// TYPE_STEREO_OVER_UNDER 图像包含了两个大小相等、垂直相交的圆柱全景图像。上图展示给左眼,下图展示给右眼。
panoWidgetView.loadImageFromBitmap(BitmapFactory.decodeStream(istr), panoOptions);


//展示全景视频
videoWidgetView = (VrVideoView) findViewById(R.id.video_view);
    videoWidgetView.setEventListener(new ActivityEventListener());
//VrVideoEventListener同时对视频加载和操作的回调
private class ActivityEventListener extends VrVideoEventListener  {
    /**
     * Called by video widget on the UI thread when it's done loading the video.
     */
    @Override
    public void onLoadSuccess() {
      Log.i(TAG, "Sucessfully loaded video " + videoWidgetView.getDuration());
      loadVideoStatus = LOAD_VIDEO_STATUS_SUCCESS;
      seekBar.setMax((int) videoWidgetView.getDuration());
      updateStatusText();
    }

    /**
     * Called by video widget on the UI thread on any asynchronous error.
     */
    @Override
    public void onLoadError(String errorMessage) {
      // An error here is normally due to being unable to decode the video format.
      loadVideoStatus = LOAD_VIDEO_STATUS_ERROR;
      Toast.makeText(
          SimpleVrVideoActivity.this, "Error loading video: " + errorMessage, Toast.LENGTH_LONG)
          .show();
      Log.e(TAG, "Error loading video: " + errorMessage);
    }

    @Override
    public void onClick() {
      togglePause();
    }

    /**
     * Update the UI every frame.
     */
    @Override
    public void onNewFrame() {
      updateStatusText();
      seekBar.setProgress((int) videoWidgetView.getCurrentPosition());
    }

    /**
     * Make the video play in a loop. This method could also be used to move to the next video in
     * a playlist.
     */
    @Override
    public void onCompletion() {
      videoWidgetView.seekTo(0);
    }
  }
//支持两种加载方式,从asset文件夹中或从一个uri中读取视频数据
//VrVideoView.Options同样是用来配置视频格式的
videoWidgetView.loadVideoFromAsset("congo.mp4", options);
或
videoWidgetView.loadVideo(fileInformation[0].first, fileInformation[0].second)

//除此外还有一些控制渲染、播放的方法:
videoWidgetView.pauseRendering();
videoWidgetView.resumeRendering();
videoWidgetView.shutdown();
videoWidgetView.playVideo();
videoWidgetView.pauseVideo();

//shutdown()一定要在onDestroy()时调用,用来释放占用内存。

附:VRDemo

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