微软HoloLens全息程序开发经验及小技巧

烟雨

目前科技界最感兴趣的设备之一是微软HoloLens。HoloLens背后的技术十分迷人，但也十分复杂。简单来说，它可以被描述为真实世界和虚拟世界的融合，其中来自两个“现实”的对象可以并存，同时可以实时地彼此交互。这种技术被称为“混合现实”。

许多开发者都为HoloLens感到兴奋，即便并没有太多早期用户购买了售价为3000美元的开发者包。好消息是，你其实不需要拥有一台设备就能为其开发内容。借助Universal Windows Platform，你的应用也能运行在HoloLens上。

1. 准备工具、SDK、IDE

从太空探索到建筑、再到游戏和教育，微软HoloLens都被用于革新这些行业，这款产品也已经找到了实际的用例。由于HoloLens使用了相对较新的技术，目前没有太多的工具用于开发混合现实内容。大多数熟悉的开发套件和软件适合在开发全息应用程序时使用。根据Program-Ace，一组最低要求的工具是：

3D设计：Autodesk maya、3ds max、Adobe photoshop、Substance Painter
动画：Biped for 3ds Max
开发：Unity、Vuforia、Microsoft Visual Studio、Windows 10 SDK、HoloLens Emulator（如果你没有HoloLens设备）

要开发全息体验，开发者必须拥有上述的工具。而这些工具都可以在微软官网上找到。一旦完成了安装和准备环节，你就可以准备开发一款全新的混合现实体验。

2. 设置全息图

当你通过这些3D建模和渲染工具来开发VR应用、游戏或HoloLens体验时，其使用方法仍然一样。不同之处只有当这些三维模型被集成至全息环境中才会出现。

虽然HoloLens所能实现的视觉体验十分惊艳，但开发者仍然需要小心地开发，以避免经常会遇到的现象：眩晕，也被称为晕动症。当用户身处VR环境中可能会出现晕动症，并可能会经历眼睛不适、头痛、恶心、晕眩和迷失方向等等。

在我们的开发过程中，Program-Ace的专家同样面临着相同问题，因为HoloLens应用的构建方式会导致晕动症。这时，近裁剪面（near clip plane）就能派上用场。在使用Unity时，近裁剪面需要设置为不少于0.85m，这十分重要，因为如果比这个数值小，物体就会过于靠近用户的眼睛，使得眼睛变成“斗鸡眼”。

除了会让视觉体验更难处理之外，这还会造成用户严重的不适。全息内容到眼睛的理想距离应该尽可能接近2m，因为这个距离不会出现双眼竞争（binocular rivalry）。

简单来说，投影到透明组合器的左右两块透镜的两张图像将在距离用户2米处完全重叠。在不可能把全息内容放置在推荐距离的情况下，你可以使用最有利的区域：即1.25至5米的范围。

开发者还应该注意视觉体验的另一个基本要素：帧率。为了确保HoloLens能实现愉悦和安全的体验，我们主张将帧率设置为每秒30帧以上。

但是，请注意不要偏离推荐值，因为太小的帧速率会导致前面提及的晕眩问题，而因为设备的有限的计算性能限制，系统也不能迅速处理过高的帧速率。

3. 用注视与全息世界交互

追踪用户的注视点对管理虚拟内容十分重要，尤其是HTC Vive和Oculus Rift。

为了实施这项技术，HoloLens会追踪用户头部在空间中的位置，每秒处理一个千兆字节的实时信息。我们可以想象一个涉及多个选择的简单应用程序：例如，一个解释太阳系的标准应用。当用户查看某个行星时，它就会变为高亮显示，并在其旁边显示更多的信息。

在默认情况下，HoloLens中细小半透明圆圈实际上是一个3D光标，会指明用户正在注视的位置。然而，它能够以任何形式呈现，无论是真实还是虚拟。

Unity会帮助开发者以多种方式操纵这个HoloLens特性。例如，已知的“广告牌”技术允许全息图总是面向用户。这对于诸如文本或按钮的UI元素特别有利。此外，开发者可以使用3D光标来吸引用户的注意力，并将其引导至必要的全息图或对象。

4. 用语音与全息世界交互

语音命令是用户与头戴式设备交互的最不寻常的方式。然而，它感觉更自然和直观，并为应用程序导航甚至是设备的UI提供了全新的频谱。Program-Ace专家为此创建了一组规则，开发者在使用Unity编程语音识别时必须遵守这些规则：

语音命令应尽可能保持简短，以简化非母语的发音，不要通过复杂的短语或句子混淆用户。
应在整个应用程序中使用一个预定义的命令来执行类似的操作，例如单击和打开。
通过基于手势的替代方法来复制语音命令，从而提高整体用户体验，并避免发音错误或不清楚的情况。
5. 用手势与全息世界交互

手势是与混合现实世界进行交互的新方式。这种输入方式已经被证明是有用和高效的操作。通过一系列离散和连续的运动，用户可以更轻松地控制HoloLens。

离散手势使用的是即时动作，例如点击图标或打开菜单；而连续手势则包含旋转或滚动。

当为HoloLens开发时，你应该确保设备通过突出显示图标、打开应用程序或执行其他适当的操作来迅速响应手势。类似于对用户的注视进行编程，开发者可以加入几行代码来警告用户他或她的手势位于视野之外。

然而，由于混合现实技术尚未成熟，HoloLens存在一定的局限性。例如，手部位置或对象放置并不总是可以被准确地识别。在为HoloLens开发时应该要考虑到这一点，并确保距离偏差不会对应用程序的功能产生重大影响。

引用：hypergridbusiness
来源：yivian

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