CN107392888B - 一种基于Unity引擎的距离测试方法及系统 - Google Patents
一种基于Unity引擎的距离测试方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及测试领域，尤其涉及一种基于Unity引擎的距离测试方法及系统。本发明通过Unity引擎以虚拟现实软件的主摄像机对象的坐标为起点绘制具有物理属性的射线；当所述射线与当前虚拟场景帧中携带碰撞器的虚拟物体发生碰撞时，Unity引擎获取碰撞信息；所述碰撞信息包括碰撞点的坐标；所述碰撞器位于虚拟物体的表面；根据所述摄像机对象的坐标和所述碰撞点的坐标计算所述主摄像机对象与所述虚拟物体之间的距离，得到第一距离。实现提高测试虚拟场景中主摄像机和虚拟物体之间距离的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及测试领域，尤其涉及一种基于Unity引擎的距离测试方法及系统。
背景技术
随着虚拟现实技术的发展，越来越多的虚拟现实软件出现在人们的生活中。为了给用户带来更好的沉浸感，通常会鼓励用户长时间配戴虚拟现实外接头盔显示器来体验虚拟现实软件。Oculus最佳实践指南中指出，虚拟现实软件中，不合理的界面布局会导致人眼观看界面元素的视觉感知距离太小，使得用户眼球的转动频率上升，从而加速视觉疲劳的发生。
对于Unity引擎开发的虚拟现实软件，用户通过虚拟现实外接头盔显示器看到的画面来自虚拟场景的主摄像机所拍摄的画面，因此，人眼观看界面元素的距离感是由虚拟场景中主摄像机与虚拟物体之间的距离所决定的，因此，通过测试Unity虚拟场景中主摄像机至虚拟物体之间的距离可分析虚拟现实软件的界面布局是否合理，从而有利于开发人员通过调整界面布局减缓用户在体验虚拟现实软件时的疲劳程度，提高用户体验。
但是，通过现有的Unity引擎的接口可获取的虚拟物体的坐标为虚拟物体中心点的坐标。显然，对于体积庞大或不规则形状的虚拟物体，使用物体的中心坐标与主摄像机的坐标计算它们之间的距离不能精确地反映人眼观看界面元素的距离感。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何提高测试虚拟场景中主摄像机和虚拟物体之间距离的精确度。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种基于Unity引擎的距离测试方法，包括以下步骤：
S1、Unity引擎以虚拟现实软件的主摄像机对象的坐标为起点绘制具有物理属性的射线；
S2、当所述射线与当前虚拟场景帧中携带碰撞器的虚拟物体发生碰撞时，Unity引擎获取碰撞信息；所述碰撞信息包括碰撞点的坐标；所述碰撞器位于虚拟物体的表面；
S3、根据所述摄像机对象的坐标和所述碰撞点的坐标计算所述主摄像机对象与所述虚拟物体之间的距离，得到第一距离。
本发明还提供一种基于Unity引擎的距离测试系统，包括：
绘制模块，用于Unity引擎以虚拟现实软件的主摄像机对象的坐标为起点绘制具有物理属性的射线；
获取模块，用于当所述射线与当前虚拟场景帧中携带碰撞器的虚拟物体发生碰撞时，Unity引擎获取碰撞信息；所述碰撞信息包括碰撞点的坐标；所述碰撞器位于虚拟物体的表面；
计算模块，用于根据所述摄像机对象的坐标和所述碰撞点的坐标计算所述主摄像机对象与所述虚拟物体之间的距离，得到第一距离。
本发明的有益效果在于：在Unity引擎中，具有物理属性的射线与虚拟物体表面的碰撞器发生碰撞时，Unity引擎可识别出碰撞点的坐标，即虚拟物体表面的坐标，根据碰撞点的坐标和主摄像机对象的坐标可精确计算得到主摄像机对象与虚拟物体表面之间的距离，该距离正是影响人眼在观看虚拟场景时视觉疲劳程度的重要因素。因此，精确计算虚拟场景中主摄像机对象距虚拟物体表面的距离有利于精确判断当前虚拟场景帧的界面布局是否合理，有利于精确判断是否需要通过调整界面布局来减缓用户在观看虚拟场景过程中产生视觉疲劳的现象。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于Unity引擎的距离测试方法的具体实施方式的流程框图；
图2为本发明提供的一种基于Unity引擎的距离测试系统的具体实施方式的结构框图；
图3为本发明提供的一种基于Unity引擎的距离测试系统的具体实施方式的进一步结构框图；
标号说明：
1、绘制模块；2、获取模块；3、计算模块；4、标记模块；5、设置模块；6、移动模块；7、添加模块；8、判断模块。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图3，
如图1所示，本发明提供一种基于Unity引擎的距离测试方法，包括以下步骤：
S1、Unity引擎以虚拟现实软件的主摄像机对象的坐标为起点绘制具有物理属性的射线；
S2、当所述射线与当前虚拟场景帧中携带碰撞器的虚拟物体发生碰撞时，Unity引擎获取碰撞信息；所述碰撞信息包括碰撞点的坐标；所述碰撞器位于虚拟物体的表面；
S3、根据所述摄像机对象的坐标和所述碰撞点的坐标计算所述主摄像机对象与所述虚拟物体之间的距离，得到第一距离。
进一步地，还包括：
若所述第一距离大于预设的距离阈值，则标记当前虚拟场景帧的界面布局不合理。
由上述描述可知，有利于工程师快速定位界面布局不合理的虚拟场景帧，重新对该帧里的界面元素，即虚拟物体，进行布局，从而减缓用户在使用虚拟现实软件时视觉疲劳程度，提高用户体验。
进一步地，还包括：
Unity引擎设置所述主摄像机对象朝向正前方。
由上述描述可知，将主摄像机对象朝向正前方可测试主摄像机与虚拟物体表面的最小距离。
进一步地，还包括：
Unity引擎移动所述主摄像机对象。
由上述描述可知，通过移动所述主摄像机对象模拟用户从不同角度观看虚拟场景帧，从而测试从不同角度观看虚拟场景帧，其界面布局是否均合理。
进一步地，还包括：
所述碰撞信息包括所述虚拟物体的唯一标识符；
添加所述虚拟物体的唯一标识符及所述第一距离至预设的距离信息表。
进一步地，还包括：
当预设的距离信息表中不存在所述虚拟物体的唯一标识符时，执行所述S3；否则：
播放下一虚拟场景帧。
由上述描述可知，虚拟场景帧中的界面元素在主摄像机视锥体截面上的位置是相对固定的，不会因为虚拟角色(用户本身)的移动或者头部转动而改变位置，仅仅在用户注视某一个界面元素的不同位置时，存在较小的距离差异(基本可以忽略)，因此只需要获取一次数据即可。对于同一虚拟物体只测试其在一虚拟场景帧中与主摄像机对象的距离，提高测试效率。
如图2所示，本发明还提供一种基于Unity引擎的距离测试系统，包括：
绘制模块1，用于Unity引擎以虚拟现实软件的主摄像机对象的坐标为起点绘制具有物理属性的射线；
获取模块2，用于当所述射线与当前虚拟场景帧中携带碰撞器的虚拟物体发生碰撞时，Unity引擎获取碰撞信息；所述碰撞信息包括碰撞点的坐标；所述碰撞器位于虚拟物体的表面；
计算模块3，用于根据所述摄像机对象的坐标和所述碰撞点的坐标计算所述主摄像机对象与所述虚拟物体之间的距离，得到第一距离。
进一步地，还包括：
标记模块4，用于若所述第一距离大于预设的距离阈值，则标记当前虚拟场景帧的界面布局不合理。
进一步地，还包括：
设置模块5，用于Unity引擎设置所述主摄像机对象朝向正前方；
移动模块6，用于Unity引擎移动所述主摄像机对象。
进一步地，还包括：
添加模块7，用于添加所述虚拟物体的唯一标识符及所述第一距离至预设的距离信息表；所述碰撞信息包括所述虚拟物体的唯一标识符；
判断模块8，用于当预设的距离信息表中不存在所述虚拟物体的唯一标识符时，执行所述S3；否则播放下一虚拟场景帧。
本发明的实施例一为：
本实施例提供一种基于Unity引擎的距离测试方法，包括以下步骤：
S1、Unity引擎设置虚拟现实软件的主摄像机对象朝向正前方；
其中，主摄像机对象是指用于充当用户的“眼睛”的虚拟摄像机，它所覆盖的视野即用户所能看到的视野；主摄像机对象的正前方即主摄像机对象在三维空间中视锥体所对应的方向；
S2、移动所述主摄像机对象；
S3、Unity引擎以虚拟现实软件的主摄像机对象的坐标为起点绘制具有物理属性的射线；
其中，通过Unity引擎的具有全局物理属性的Raycast方法绘制的射线即为具有物理属性的射线，该摄像可感知是否与碰撞器发生碰撞；Raycast方法包含了origin参数、direction参数和layerMask参数；origin用于传递射线的起始点坐标，由于射线是以主摄像机对象为起点，所以射线的起始点坐标就是主摄像机对象在三维空间中的三维坐标；获取主摄像机对象的坐标的方式为，通过GameObject.GetComponent<Transform>方法获取主摄像机对象的位移组件，位移组件中包含了主摄像机对象的三维坐标，旋转角度，以及缩放比例信息；direction用于传递射线的发射方向，本测试程序中通过Vector3这个类的forward方法定义了射线的发射方向，即朝向正前方；在Unity引擎中，Layers一共有32个层，层的数量是恒定不变的，而layerMask参数实际上是一种位码操作，通过int32的32个位来表示Layers的每一个层级；通过传递layerMask参数可以限制射线与Layers的哪一个层级中的对象可发生碰撞；通过Raycast方法以及origin参数、direction参数和layerMask参数向主摄像机对象的视锥体方向绘制一条虚构的，并且无限延伸的射线；该射线拥有物理碰撞属性，并且在绘制时，通过layerMask参数限制该射线仅能够与UI层的对象发生物理碰撞；UI层即虚拟场景帧中虚拟物体所在层；
S4、当所述射线与当前虚拟场景帧中携带碰撞器的虚拟物体发生碰撞时，Unity引擎获取碰撞信息；所述碰撞信息包括碰撞点的坐标和所述虚拟物体的唯一标识符；所述碰撞器位于虚拟物体的表面；
其中，当从主摄像机对象的坐标发射出的射线与UI层中一虚拟物体表面的碰撞器发生碰撞时，光线投射碰撞对象RayCastHit将会捕获被碰撞物体的碰撞信息，光线投射碰撞对象RayCastHit用于存放发生物理碰撞时，返回的被碰撞物体的信息，包括碰撞点信息，射线所碰到表面的法线，碰到的碰撞器信息等；
通过transform类提供的name方法可获取光线投射碰撞对象RayCastHit所存储的被碰撞虚拟物体的名称，该名称用于唯一识别该虚拟物体；通过RayCastHit.point提取被碰撞虚拟物体的碰撞点的坐标；
S5、当预设的距离信息表中存在所述虚拟物体的唯一标识符时，播放下一虚拟场景帧；否则：
S51、根据所述摄像机对象的坐标和所述碰撞点的坐标计算所述主摄像机对象与所述虚拟物体之间的距离，得到第一距离；
其中，以被碰撞虚拟物体的名称作为Key检索在初始化阶段创建的哈希表(距离信息表)，如果存在以该被碰撞虚拟物体的名称作为Key的数据记录，则结束当前帧，继续播放下一帧；如果不存在以该被碰撞虚拟物体的名称作为Key的数据记录，则根据碰撞点的坐标与主摄像机对象的坐标计算被碰撞虚拟物体与主摄像机对象之间的距离；
S52、添加所述第一距离至预设的距离集合；
S53、若所述第一距离大于预设的距离阈值，则标记当前虚拟场景帧的界面布局不合理；
其中，距离阈值为不小于2米，在用户体验虚拟现实软件的过程中，主摄像机对象与当前虚拟场景帧中的界面元素(虚拟物体)的距离小于该距离阈值，用户不易产生视觉疲劳；
S6、重复执行预设次数S2至S53；
S7、添加所述虚拟物体的唯一标识符及所述距离集合至预设的距离信息表。
本发明的实施例二为：
如图3所示，本实施例提供一种基于Unity引擎的距离测试系统，包括：
Unity引擎通过设置模块5设置虚拟现实软件的主摄像机对象朝向正前方；移动模块6移动所述主摄像机对象；
绘制模块1以虚拟现实软件的主摄像机对象的坐标为起点绘制具有物理属性的射线；当所述射线与当前虚拟场景帧中携带碰撞器的虚拟物体发生碰撞时，获取模块2获取碰撞信息；所述碰撞信息包括碰撞点的坐标和所述虚拟物体的唯一标识符；所述碰撞器位于虚拟物体的表面；
判断模块8判断预设的距离信息表中是否存在所述虚拟物体的唯一标识符，若存在，则播放下一虚拟场景帧；否则，通过计算模块3计算所述主摄像机对象与所述虚拟物体之间的距离，得到第一距离；若所述第一距离大于预设的距离阈值，则标记模块4标记当前虚拟场景帧的界面布局不合理；添加模块7添加所述虚拟物体的唯一标识符及所述第一距离至预设的距离信息表。
综上所述，本发明提供的一种基于Unity引擎的距离测试方法及系统。在Unity引擎中，具有物理属性的射线与虚拟物体表面的碰撞器发生碰撞时，Unity引擎可识别出碰撞点的坐标，即虚拟物体表面的坐标，根据碰撞点的坐标和主摄像机对象的坐标可精确计算得到主摄像机对象与虚拟物体表面之间的距离，该距离正是影响人眼在观看虚拟场景时视觉疲劳程度的重要因素。因此，精确计算虚拟场景中主摄像机对象距虚拟物体表面的距离有利于精确判断当前虚拟场景帧的界面布局是否合理，有利于精确判断是否需要通过调整界面布局来减缓用户在观看虚拟场景过程中产生视觉疲劳的现象。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于Unity引擎的距离测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、Unity引擎以虚拟现实软件的主摄像机对象的坐标为起点绘制具有物理属性的射线；
S2、当所述射线与当前虚拟场景帧中携带碰撞器的虚拟物体发生碰撞时，Unity引擎获取碰撞信息；所述碰撞信息包括碰撞点的坐标；所述碰撞器位于虚拟物体的表面；
S3、根据所述摄像机对象的坐标和所述碰撞点的坐标计算所述主摄像机对象与所述虚拟物体之间的距离，得到第一距离；
还包括：
若所述第一距离大于预设的距离阈值，则标记当前虚拟场景帧的界面布局不合理。
2.根据权利要求1所述的基于Unity引擎的距离测试方法，其特征在于，还包括：
Unity引擎设置所述主摄像机对象朝向正前方。
3.根据权利要求1所述的基于Unity引擎的距离测试方法，其特征在于，还包括：
Unity引擎移动所述主摄像机对象。
4.根据权利要求1所述的基于Unity引擎的距离测试方法，其特征在于，还包括：
所述碰撞信息包括所述虚拟物体的唯一标识符；
添加所述虚拟物体的唯一标识符及所述第一距离至预设的距离信息表。
5.根据权利要求1所述的基于Unity引擎的距离测试方法，其特征在于，还包括：
当预设的距离信息表中不存在所述虚拟物体的唯一标识符时，执行所述S3；否则：
播放下一虚拟场景帧。
6.一种基于Unity引擎的距离测试系统，其特征在于，包括：
绘制模块，用于Unity引擎以虚拟现实软件的主摄像机对象的坐标为起点绘制具有物理属性的射线；
获取模块，用于当所述射线与当前虚拟场景帧中携带碰撞器的虚拟物体发生碰撞时，Unity引擎获取碰撞信息；所述碰撞信息包括碰撞点的坐标；所述碰撞器位于虚拟物体的表面；
计算模块，用于根据所述摄像机对象的坐标和所述碰撞点的坐标计算所述主摄像机对象与所述虚拟物体之间的距离，得到第一距离；
还包括：
标记模块，用于若所述第一距离大于预设的距离阈值，则标记当前虚拟场景帧的界面布局不合理。
7.根据权利要求6所述的基于Unity引擎的距离测试系统，其特征在于，还包括：
设置模块，用于Unity引擎设置所述主摄像机对象朝向正前方；
移动模块，用于Unity引擎移动所述主摄像机对象。
8.根据权利要求6所述的基于Unity引擎的距离测试系统，其特征在于，还包括：
添加模块，用于添加所述虚拟物体的唯一标识符及所述第一距离至预设的距离信息表；所述碰撞信息包括所述虚拟物体的唯一标识符；
判断模块，用于当预设的距离信息表中不存在所述虚拟物体的唯一标识符时，执行所述计算模块；否则播放下一虚拟场景帧。
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