CN108668168A - 基于Unity 3D的安卓VR视频播放器及其设计方法 - Google Patents
基于Unity 3D的安卓VR视频播放器及其设计方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于Unity 3D的安卓VR视频播放器及其设计方法，涉及虚拟现实程序开发领域。该方法包括以下步骤：在native层生成安卓纹理；对每一视频帧信息进行加载及解码，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理；采用Unity 3D从native层获取安卓纹理，将其转换为Unity 3D内部纹理；进行虚拟现实VR化处理，显示视频信息。本发明中视频帧信息的传输是在native底层进行的，没有通过应用层，因此能够提高传输效率，并避免多余转换造成的质量损失。本发明能够实现视频信息从Android到Unity 3D的高效快速传递，从而保障了视频播放的流畅度及质量，实现灵活，扩展性好，执行效率高。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实程序开发领域，具体是涉及一种基于Unity3D的安卓VR视频播放器及其设计方法。
背景技术
2016年被称为VR(Virtual Reality，虚拟现实)元年，这一年VR技术得到了广泛的关注，并涌现出了很多VR产品，VR被誉为“下一个通用计算平台”。根据业界的共识，VR定义如下：通过计算机构造出来的虚拟环境，这一环境可以是对真实世界的自复制模拟，也可以是人为想象虚拟出来的，人在这一虚拟环境中进行实时互动。一般来说，人类的感知系统可划分为听觉、视觉、触觉、嗅觉和方向感等5部分。为了得到好的交互效果，VR应当在听觉、视觉、触觉、嗅觉、方向等方面向用户提供全方位的信息展示。根据这一定义，可以看出VR是一种不同于传统的视音频的新媒体类型，可以以一种全新的方式展示信息。
虚拟现实技术不仅可以改变人们娱乐和生活的方式，而且对很多领域有着重要的意义，例如：电影行业、事件直播、医疗行业、房地产开发、工业仿真、旅游业、文物展示、军事演习等，以上领域都可以通过虚拟现实技术增强用户的体验效果，为业界带来巨大的价值。
VR 360全景视频为用户提供了一个水平方向(经度)360度、竖直方向(纬度)180度全方位的空间视域，佩戴VR眼睛后，用户可以通过改变头部的位置来实现视角的切换，从而为用户带来身临其境的体验效果。针对当前阶段潜在用户、硬软件技术、VR内容、行业标准等因素的分析，人们认为在VR的诸多应用领域中，VR 360全景视频播放技术将成为最先繁荣的VR应用。
360全景视频每一帧即一张法线向内的球体贴图，是一副三维立体图像，由于目前对于360度全景视频没有一个较为统一的压缩编码标准，通常将360度全景视频进行投影处理，使其转换为普通的平面视频，采用mp4、avi等常见的视频压缩编码标准进行处理，在播放时再通过反投影处理来还原视频信息。
虚拟现实的关键技术点在于3D场景的建模渲染、头部运动跟踪、用户输入、眩晕处理、畸变矫正等。Unity 3D是一个开发软件，当今流行的3D游戏开发引擎之一，是由UnityTechnologies(一个国外机构)开发的，其界面友好，功能强大，学习成本较低，用户可以通过它轻松的进行三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等内容的开发工作，是一个全面整合的专业3D游戏引擎。Cardboard SDK(Software Development Kit，软件开发工具包)for Unity 3D是Google推出的一款VR开发工具包：Cardboard的Unity 3D软件插件包，提供了畸变矫正、分屏处理、头部运动跟踪等基础功能，并可以很好的与Unity 3D进行整合开发。
在Unity 3D引擎内部有一个自带的能够满足全景播放视频的组件：MovieTexture(一个软件插件的名字)，使用MovieTexture播放全景视频时，效果较好，且操作相对方便，但movietexture只能播放OGG和OVG(两种视频格式，类似MP4)，而且质量比较低.如果要转成高质量的视频，文件尺寸比较大。目前的VR视频播放器设计的核心及难点是Android与Unity 3D间的视频信息的格式转换及传递过程。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于Unity 3D的安卓VR视频播放器及其设计方法，能够实现视频信息从Android到Unity 3D的高效快速传递，保障视频播放的流畅度及质量。
本发明提供一种基于Unity 3D的安卓VR视频播放器的设计方法，包括以下步骤：
S1、在native层生成安卓纹理；
S2、对每一视频帧信息进行加载及解码，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理；
S3、采用Unity 3D从native层获取安卓纹理，将其转换为Unity3D内部纹理；
S4、进行虚拟现实VR化处理，显示视频信息。
在上述技术方案的基础上，步骤S1具体包括以下步骤：
采用Unity 3D生成空的二维纹理，获取该二维纹理在native层的句柄信息，用于接受视频解码后每帧的信息；根据该句柄信息，在native层生成安卓纹理。
在上述技术方案的基础上，步骤S1中，通过安卓系统中的OpenGL，在native层生成安卓纹理，作为视频信息的载体。
在上述技术方案的基础上，步骤S2具体包括以下步骤：
每当有新的视频帧信息到来时，采用Android Mediaplay对每一视频帧信息进行视频帧的加载及解码；检查视频是否播放完成，如果播放完成，则结束后续流程；否则，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理。
在上述技术方案的基础上，步骤S4具体包括以下步骤：
采用Unity 3D构建一个3D球体，作为VR 360全景视频信息展示的载体；根据Unity3D内部纹理，生成新的材质贴图；采用生成的材质贴图，对Unity 3D构建的3D球体进行渲染；根据渲染后的3D球体输出视频显示信息，采用软件开发工具包Cardboard SDK，对视频显示信息进行反畸变及分屏处理，显示视频信息。
本发明还提供一种基于Unity 3D的安卓VR视频播放器，该播放器包括安卓纹理生成单元、视频解码单元、纹理转换单元、VR化处理单元，其中：
安卓纹理生成单元用于：在native层生成安卓纹理；
视频解码单元用于：对每一视频帧信息进行加载及解码，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理；
纹理转换单元用于：采用Unity 3D从native层获取安卓纹理，将其转换为Unity3D内部纹理；
VR化处理单元用于：进行虚拟现实VR化处理，显示视频信息。
在上述技术方案的基础上，所述安卓纹理生成单元具体用于：
采用Unity 3D生成空的二维纹理，获取该二维纹理在native层的句柄信息，用于接受视频解码后每帧的信息；根据该句柄信息，在native层生成安卓纹理。
在上述技术方案的基础上，所述安卓纹理生成单元通过安卓系统中的OpenGL，在native层生成安卓纹理，作为视频信息的载体。
在上述技术方案的基础上，所述视频解码单元具体用于：
每当有新的视频帧信息到来时，采用Android Mediaplay对每一视频帧信息进行视频帧的加载及解码；检查视频是否播放完成，如果播放完成，则结束后续流程；否则，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理。
在上述技术方案的基础上，所述VR化处理单元具体用于：
采用Unity 3D构建一个3D球体，作为VR 360全景视频信息展示的载体；根据Unity3D内部纹理，生成新的材质贴图；采用生成的材质贴图，对Unity 3D构建的3D球体进行渲染；根据渲染后的3D球体输出视频显示信息，采用软件开发工具包Cardboard SDK，对视频显示信息进行反畸变及分屏处理，显示视频信息。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明在native层借助安卓系统中的OpenGL生成安卓纹理，每当有新的视频帧信息到来时，采用Android Mediaplay对每一视频帧信息进行视频帧的加载及解码，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理，并通过native层传输到Unity 3D端，Unity 3D从native层获取到安卓纹理，将其转换为Unity 3D内部纹理，并进行视频的显示。由于视频帧信息的传输是在native底层进行的，没有通过应用层，因此能够提高传输效率，并避免多余转换造成的质量损失。本发明能够实现视频信息从Android到Unity 3D的高效快速传递，从而保障了视频播放的流畅度及质量，实现灵活，扩展性好，执行效率高。
附图说明
图1是本发明实施例中基于Unity 3D的安卓VR视频播放器的设计方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
参见图1所示，本发明实施例提供一种基于Unity 3D的安卓VR视频播放器的设计方法，包括以下步骤：
S1、在native层生成安卓纹理；
S2、每当有新的视频帧信息到来时，对每一视频帧信息进行加载及解码，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理；
S3、采用Unity 3D从native层获取安卓纹理，将其转换为Unity3D内部纹理；
S4、进行虚拟现实VR化处理，显示视频信息。
本发明实施例采用Unity 3D+Cardboard方式进行Android VR视频播放器的开发设计工作，其核心是Android与Unity 3D间的视频信息的格式转换及传递过程，仅适用于安卓系统，不适用于其他系统。
本发明实施例在native层借助OpenGL生成安卓纹理，OpenGL(Open GraphicsLibrary)是一个跨编程语言、跨平台的编程接口规格的专业的图形程序接口；每当有新的视频帧信息到来时，采用Android Mediaplay对每一视频帧信息进行视频帧的加载及解码，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理，并通过native层传输到Unity 3D端；Unity 3D从native层获取到安卓纹理，将其转换为Unity 3D内部纹理，并进行视频的显示。VR视频播放器设计的核心及难点是Android与Unity 3D间的视频信息的格式转换及传递过程。
实施例2
在实施例1的基础上，步骤S1、在native层生成安卓纹理，具体过程如下：
采用Unity 3D生成空的Texture2D(二维纹理)纹理，并调用获取纹理句柄函数：GetNativeTextureID()函数，获取空的Texture2D纹理在native层的句柄信息TextureID，用于接受视频解码后每帧的信息；native是一个计算机函数，一个Native Method就是一个Java调用非Java代码的接口；
根据空的Texture2D纹理在native层的句柄信息TextureID，通过安卓系统中的OpenGL，在native层生成安卓纹理：android.graphics.SurfaceTexture，作为Mediaplay输出视频信息的载体，安卓纹理是对Unity 3D生成的空二维纹理的封装。
实施例3
在实施例1的基础上，步骤S2、每当有新的视频帧信息到来时，对每一视频帧信息进行加载及解码，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理，具体过程如下：
每当有新的视频帧信息到来时，采用Android Mediaplay对每一视频帧信息进行视频帧的加载及解码；
检查视频是否播放完成，如果播放完成，则结束后续流程；否则，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理。
步骤S3、采用Unity 3D从native层获取到安卓纹理，将其转换为Unity 3D内部纹理。
由于安卓纹理是根据Unity 3D中的Texture2D纹理的句柄信息TextureID生成的，因此，Unity 3D可以在native层通过安卓纹理获取视频帧信息。
实施例4
在实施例1的基础上，步骤S4、进行虚拟现实VR化处理，显示视频信息，具体过程如下：
采用Unity 3D构建一个3D sphere(球体)，作为VR 360全景视频信息展示的载体；
根据Unity 3D内部纹理，生成新的Material(材质)贴图；
采用生成的材质贴图，对Unity 3D构建的3D球体进行渲染；
根据渲染后的3D球体输出视频显示信息，采用Cardboard SDK(SoftwareDevelopment Kit，软件开发工具包)，对视频显示信息进行反畸变及分屏处理，显示视频信息。
实施例5
本发明实施例5提供一种基于Unity 3D的安卓VR视频播放器，该播放器包括安卓纹理生成单元、视频解码单元、纹理转换单元、VR化处理单元，其中：
安卓纹理生成单元用于：在native层生成安卓纹理；
视频解码单元用于：每当有新的视频帧信息到来时，对每一视频帧信息进行加载及解码，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理；
纹理转换单元用于：采用Unity 3D从native层获取安卓纹理，将其转换为Unity3D内部纹理；
VR化处理单元用于：进行虚拟现实VR化处理，显示视频信息。
实施例6
在实施例5的基础上，安卓纹理生成单元用于：在native层生成安卓纹理，具体过程如下：
采用Unity 3D生成空的Texture2D(二维纹理)纹理，并调用获取纹理句柄函数：GetNativeTextureID()函数，获取空的Texture2D纹理在native层的句柄信息TextureID，用于接受视频解码后每帧的信息；native是一个计算机函数，一个Native Method就是一个Java调用非Java代码的接口；
根据空的Texture2D纹理在native层的句柄信息TextureID，通过安卓系统中的OpenGL，在native层生成安卓纹理：android.graphics.SurfaceTexture，作为Mediaplay输出视频信息的载体，安卓纹理是对Unity 3D生成的空二维纹理的封装。
实施例7
在实施例5的基础上，视频解码单元用于：每当有新的视频帧信息到来时，对每一视频帧信息进行加载及解码，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理，具体过程如下：
每当有新的视频帧信息到来时，采用Android Mediaplay对每一视频帧信息进行视频帧的加载及解码；
检查视频是否播放完成，如果播放完成，则结束后续流程；否则，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理。
纹理转换单元用于：采用Unity 3D从native层获取到安卓纹理，将其转换为Unity3D内部纹理。
由于安卓纹理是根据Unity 3D中的Texture2D纹理的句柄信息TextureID生成的，因此，Unity 3D可以在native层通过安卓纹理获取视频帧信息。
实施例8
在实施例5的基础上，VR化处理单元用于：进行虚拟现实VR化处理，显示视频信息，具体过程如下：
采用Unity 3D构建一个3D sphere(球体)，作为VR 360全景视频信息展示的载体；
根据Unity 3D内部纹理，生成新的Material(材质)贴图；
采用生成的材质贴图，对Unity 3D构建的3D球体进行渲染；
根据渲染后的3D球体输出视频显示信息，采用Cardboard SDK(SoftwareDevelopment Kit，软件开发工具包)，对视频显示信息进行反畸变及分屏处理，显示视频信息。
本发明实施例借助安卓系统中的OpenGL，在native层生成安卓纹理，每当有新的视频帧信息到来时，采用Android Mediaplay对每一视频帧信息进行视频帧的加载及解码，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理，并通过native层传输到Unity 3D端；Unity 3D从native层获取到纹理信息后，将其转换为Unity 3D内部纹理，并进行视频的显示。由于视频帧信息的传输是在native底层进行的，没有通过应用层，能够提高传输效率，并避免多余转换造成的质量损失。本发明能够实现视频信息从Android到Unity 3D的高效快速传递，从而保障了视频播放的流畅度及质量，实现灵活，扩展性好，执行效率高。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种基于Unity 3D的安卓VR视频播放器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在native层生成安卓纹理；
S2、对每一视频帧信息进行加载及解码，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理；
S3、采用Unity 3D从native层获取安卓纹理，将其转换为Unity 3D内部纹理；
S4、进行虚拟现实VR化处理，显示视频信息。
2.如权利要求1所述的基于Unity 3D的安卓VR视频播放器的设计方法，其特征在于：步骤S1具体包括以下步骤：
采用Unity 3D生成空的二维纹理，获取该二维纹理在native层的句柄信息，用于接受视频解码后每帧的信息；根据该句柄信息，在native层生成安卓纹理。
3.如权利要求2所述的基于Unity 3D的安卓VR视频播放器的设计方法，其特征在于：步骤S1中，通过安卓系统中的OpenGL，在native层生成安卓纹理，作为视频信息的载体。
4.如权利要求1所述的基于Unity 3D的安卓VR视频播放器的设计方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：
每当有新的视频帧信息到来时，采用Android Mediaplay对每一视频帧信息进行视频帧的加载及解码；检查视频是否播放完成，如果播放完成，则结束后续流程；否则，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理。
5.如权利要求1所述的基于Unity 3D的安卓VR视频播放器的设计方法，其特征在于：步骤S4具体包括以下步骤：
采用Unity 3D构建一个3D球体，作为VR 360全景视频信息展示的载体；根据Unity 3D内部纹理，生成新的材质贴图；采用生成的材质贴图，对Unity 3D构建的3D球体进行渲染；根据渲染后的3D球体输出视频显示信息，采用软件开发工具包Cardboard SDK，对视频显示信息进行反畸变及分屏处理，显示视频信息。
6.一种基于Unity 3D的安卓VR视频播放器，其特征在于：该播放器包括安卓纹理生成单元、视频解码单元、纹理转换单元、VR化处理单元，其中：
安卓纹理生成单元用于：在native层生成安卓纹理；
视频解码单元用于：对每一视频帧信息进行加载及解码，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理；
纹理转换单元用于：采用Unity 3D从native层获取安卓纹理，将其转换为Unity 3D内部纹理；
VR化处理单元用于：进行虚拟现实VR化处理，显示视频信息。
7.如权利要求6所述的基于Unity 3D的安卓VR视频播放器，其特征在于：所述安卓纹理生成单元具体用于：
采用Unity 3D生成空的二维纹理，获取该二维纹理在native层的句柄信息，用于接受视频解码后每帧的信息；根据该句柄信息，在native层生成安卓纹理。
8.如权利要求7所述的基于Unity 3D的安卓VR视频播放器，其特征在于：所述安卓纹理生成单元通过安卓系统中的OpenGL，在native层生成安卓纹理，作为视频信息的载体。
9.如权利要求6所述的基于Unity 3D的安卓VR视频播放器，其特征在于：所述视频解码单元具体用于：
每当有新的视频帧信息到来时，采用Android Mediaplay对每一视频帧信息进行视频帧的加载及解码；检查视频是否播放完成，如果播放完成，则结束后续流程；否则，将解码后的视频帧信息写入安卓纹理。
10.如权利要求6所述的基于Unity 3D的安卓VR视频播放器，其特征在于：所述VR化处理单元具体用于：
采用Unity 3D构建一个3D球体，作为VR 360全景视频信息展示的载体；根据Unity 3D内部纹理，生成新的材质贴图；采用生成的材质贴图，对Unity 3D构建的3D球体进行渲染；根据渲染后的3D球体输出视频显示信息，采用软件开发工具包Cardboard SDK，对视频显示信息进行反畸变及分屏处理，显示视频信息。
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