LEAPMOTION开发UI专题(1)
非常
抱歉的是,之前说的LEAP/UI框架设计可能仅仅有两篇 由于个人时间实在是不同意 这个问题假设展开去写的话 那么说写本书都是不为过的 且由于内容改动非常是杂乱 所以我第一篇文章用来介绍LEAP预置UI的结构第二篇用来讲How to design&build~
鉴于直接涉及交互问题 因此这篇文章的受众显得非常尴尬 可是相信 认真依照我之前博客学习的同学都能够理解当中的意思
关于leap这个东西 我在第一篇文章中就提到过 ——just a toy.
所以仅仅是用来开发的练手,根本别指望交互效果能够非常好
依据我的经验来讲 手势识别的交互UI依据交互方式大概分为三种
1。触发式操作
2。手势操作(下一期)
3,映射性操作(下一期)
所以 我从最主要的触发操作ui開始入手
预警:这篇文章very very long~~
入门:
从leap coreAsset当中找到
widght这个目录
那先找个demo执行一下吧
SENCES
下的执行一下咯~
好 我们就由这个開始 unity UI和leap交互的前导
首先 我们来熟悉 官方预设的四种UI样式 各自是:
dial\滚轮菜单
scrolltext\可滑动的字体
slider\滑动条
toggle button\button
当我们把这四种prefab拖入场景加以调整
再加上控制器 就算已经完整地展示了 全部的 官方预制形式
那么我们就来一个一个说吧
1.最简单的scrolltext\可滑动的字体
这个组件的主要控制过程在这里
scrollhandle
我们能够看到他的结构相当简单 boxcollider检測触发 文本上下边界 和显示框上下边界 当text的上边界高于显示框的时候会以一个速度贴合回来 而且由于使用localposition 这个组件的工作不会由于坐标的颠倒而出错
protected virtual void ResetPivots()
{
m_pivot = transform.localPosition;
if (m_target != null)
m_targetPivot = transform.parent.InverseTransformPoint(m_target.transform.position);
}
针对 TEXT组件的改动 我们能够直接在inspectors中改动文字等等操作 而直接生成一个相似阅读器之类的应用
在脚本中我们能够看到来龙去脉
首先是这个类LeapPhysicsBase:
相信有一定基础的小伙伴都知道 既然 设置了触发器 那么肯定会有 检測函数
protected virtual void OnTriggerEnter(Collider collider)
{
//检測是否是手
if (m_target == null && IsHand(collider) && State != LeapPhysicsState.Disabled)
{
State = LeapPhysicsState.Interacting;
m_target = collider.gameObject;
ResetPivots();
}
}
protected virtual void OnTriggerExit(Collider collider)
{
if (collider.gameObject == m_target)
{
State = LeapPhysicsState.Reflecting;
m_target = null;
}
}
以上两个函数清晰的写了触发执行的过程 那既然是检測不仅仅是要推断是否出发 还要对造成出发的对象进行推断 是否为手于是调用了以下这个函数
private bool IsHand(Collider collider)
{
return collider.transform.parent && collider.transform.parent.parent && collider.transform.parent.parent.GetComponent<HandModel>();
}
以上三个部分共同工作。就生成了最主要的触发事件
而整个组建的状态更改 控制 识别都放在一个FixedUpdate();里面
protected virtual void FixedUpdate()
{
if (m_target == null && State == LeapPhysicsState.Interacting)
{
State = LeapPhysicsState.Reflecting;
}
switch (State)
{
case LeapPhysicsState.Interacting://交互
ApplyInteractions();
break;
case LeapPhysicsState.Reflecting://反映
ApplyPhysics();
break;
case LeapPhysicsState.Disabled://无
break;
default:
break;
}
ApplyConstraints();
}
代码清晰易懂 对组件的3种状态做了规整的编写 代码结构十分清晰
public enum LeapPhysicsState
{
Interacting, // Responsible for moving the widgets with the fingers
Reflecting, // Responsible for reflecting widget information and simulating the physics
Disabled // State in which the widget is disabled
}
在不同的状态下 相应不同的执行过程 非常规整、 值得一提的是 leap官方的代码风格非常适合我们去细致钻研 当中不乏一些亮点 对于我们来说非常值得借鉴 对于没有形成良好代码风格的新手来说十分值得学习
protected virtual void Awake()
{
if (GetComponent<Collider>() == null)
{
Debug.LogWarning("This Widget lacks a collider. Will not function as expected.");
}//碰撞其检測与error/warning输出
}
在这个基类的脚本中 我们基本了解了这个组件的执行机理以下就来看第二个脚本ScrollBase
这个脚本中有几个重要的常数
1。弹簧力(SnapSpringForce);
2。阻力(drag);
3,交互比例(InteractionScale)。
这几个參数决定着你出发这个组件并滑动之后 多久能停下来 惯性执行的时间 等等效果
当中甚至运用到了一些公式运算
m_dampingForce = Mathf.Sqrt(4.0f * SnapSpringForce);
(阻尼/力)
相似这样的运算 但最重要的还是定义了文本组件的上下界和显示框的上下界
我们能够清晰地看到 在这个组件的下方 文明本下界要长的多
从文本的属性来看 我们也能够清晰地看到纵横比也能够改动文字
而从脚本层面我们能够看到很多其它的这样的继承关系
这是基类中的
protected virtual void ResetPivots()
{
m_pivot = transform.localPosition;
if (m_target != null)
m_targetPivot = transform.parent.InverseTransformPoint(m_target.transform.position);
}
这是scrollbase中的
protected override void ResetPivots() {
base.ResetPivots();
m_contentPivot = ContentTransform.localPosition;
}
最后不得不佩服的是 为了实现 惯性这样的细微的操作感代码的复杂程度高了不少 以至于催生了非常多的计算方法
//计算一维弹簧力
protected float calculate1DSpringForce(float offsetVector) {
float springForce = offsetVector * SnapSpringForce;
float dampingForce = m_dampingForce * (m_velocity);
return springForce - dampingForce;
}
protected float calculateOverrunMagnitude() {
//计算超过量(文本边界超过显示边界的量)
float overrunDistance = 0.0f;
// Put all positions in object space.
Vector3 localContentTop = transform.InverseTransformPoint(ContentTopBound.position);
Vector3 localContentBottom = transform.InverseTransformPoint(ContentBottomBound.position);
Vector3 localContainerTop = transform.InverseTransformPoint(ContainerTopBound.position);
Vector3 localContainerBottom = transform.InverseTransformPoint(ContainerBottomBound.position);
if (localContentTop.y < localContainerTop.y) {
overrunDistance = localContainerTop.y - localContentTop.y;
}
else if (localContentBottom.y > localContainerBottom.y) {
overrunDistance = localContainerBottom.y - localContentBottom.y;
}
return overrunDistance;
}
至于一些 基类中的状态推断循环所採用的应用方法 我仅仅贴一个样例
ApplyInteractions();
基类中定义了它的抽象方法在状态循环中 当状态为
case LeapPhysicsState.Interacting:
时调用了ApplyInteractions(); 而在scrollbase类中 整个重载了这种方法
protected override void ApplyInteractions() {
Vector3 targetInteractorPositionChange = transform.parent.InverseTransformPoint(m_target.transform.position) - m_targetPivot;
targetInteractorPositionChange *= InteractionScale;
targetInteractorPositionChange.x = 0.0f;
targetInteractorPositionChange.z = 0.0f;
Vector3 contentCurrentPosition = ContentTransform.localPosition;
Vector3 newContentPosition = m_contentPivot + targetInteractorPositionChange;
Vector3 velocity = (newContentPosition - contentCurrentPosition) / Time.deltaTime;
m_velocity = velocity.y;
ContentTransform.localPosition = newContentPosition;
}
在这样的结构下 我们事实上假设仅仅是想实现一个交互 那么还是非常easy的 可是假设想加强操控感受 改善交互效果 能够说难度非常大 已经超出了新手的能力范围 由于当中涉及到了太多的 UI交互设计技巧 经验和逻辑。
OK~ NEXT
2.button
照旧 我们先看他的构成 非常清晰有没有
四种图像分别相应
打开状态
关闭状态
转移状态
通用元素
接下来我们抛开他的素材去看代码
这两个类的规模就要小非常多了 由于没有非常复杂的交互优化 整个组件非常清爽
在ButtonDemoGraphics脚本中
public void SetActive(bool status)
{
Renderer[] renderers = GetComponentsInChildren<Renderer>();
Text[] texts = GetComponentsInChildren<Text>();
Image[] GUIimages = GetComponentsInChildren<Image>();
foreach (Renderer renderer in renderers)
{
renderer.enabled = status;
}
foreach(Text text in texts){
text.enabled = status;
}
foreach(Image image in GUIimages){
image.enabled = status;
}
}
设置激活的方法显得非常干练包括对材质,图片。文字的遍历
public void SetColor(Color color)
{
Renderer[] renderers = GetComponentsInChildren<Renderer>();
Text[] texts = GetComponentsInChildren<Text>();
Image[] GUIimages = GetComponentsInChildren<Image>();
foreach (Renderer renderer in renderers)
{
renderer.material.color = color;
}
foreach (Text text in texts){
text.color = color;
}
foreach(Image image in GUIimages){
image.color = color;
}
}
包括对颜色更改也是
而在对此基类调用的时候ButtonDemoToggle类这样的代码结构异常的清晰明了(真的好棒!!啊)
private void TurnsOnGraphics()
{
onGraphics.SetActive(true);
offGraphics.SetActive(false);
midGraphics.SetColor(MidGraphicsOnColor);
botGraphics.SetColor(BotGraphicsOnColor);
}
private void TurnsOffGraphics()
{
onGraphics.SetActive(false);
offGraphics.SetActive(true);
midGraphics.SetColor(MidGraphicsOffColor);
botGraphics.SetColor(BotGraphicsOffColor);
}
假设你想使用这个button 做一个状态推断的话
public override void ButtonTurnsOn()
{
TurnsOnGraphics();
}
public override void ButtonTurnsOff()
{
TurnsOffGraphics();
}
写在这两个方法下 的话 就能达成你的目的啦
比方 我想button显示关闭的时候的时候程序暂停执行 那就
public override void ButtonTurnsOff()
{
TurnsOffGraphics();
Debug.Break();
}
至于替换原本的ON/OFF的UI纹理 那就不用我教了 相信 能看到这里的都会操作 我们去怎样设计按键触发的过程
就有了一个清晰的方案
自己定义button样式替换元素 ->继承以重用脚本设计->自己定义触发操作->完毕
总结:
button为什么这里就总结了?
答:button的类继承关系非常复杂 可是 组件本身有着非常好的可改动性 重用性 因此 对于这样的良心 组件 我们也不用想着从 脚本角度去改动 替换button的外观 和样式 保留官方这样的成熟的继承风格 对于我们生成 的软件的稳定性至关重要;
public abstract class ButtonToggleBase : ButtonBase, BinaryInteractionHandler < bool > , IDataBoundWidget < ButtonToggleBase, bool>
任意感受一下这个继承
3.滑动条(slider)
先看图
我们能够看到 为了达成滑动条这个组件 所须要的 步骤 就多得多了
尽管在hierarchy里面全部展开以后非常吓人的样子可是事实上 仅仅有三类
1.top
2.line
3.dot
我们先从top開始看
事实上 他就是按键的马甲而已,SliderDemoGraphics负责控制这个按键的图像
top的结构从这个拆分能清晰的看清每一个部分
toplayer:圆点button中心
midlayer:填充材质(slidersecondary)
botlayer:选定高亮边框
所以在这个类当中 我们会看到button中出现过的套路
public void SetActive(bool status)
{
Renderer[] renderers = GetComponentsInChildren<Renderer>();
foreach (Renderer renderer in renderers)
{
renderer.enabled = status;
}
}
public void SetColor(Color color)
{
Renderer[] renderers = GetComponentsInChildren<Renderer>();
foreach (Renderer renderer in renderers)
{
renderer.material.color = color;
}
}
Top的构成非常easy 可是整个滑动条还是比較复杂的 就是由于这个类SliderDemo的继承SliderBase又继承于 LeapPhysicsSpring 这样的继承关系导致我们想从自上而下的改动功能变得不是那么easy
而我们仅仅能从底层向上寻找
Sliderdemo:
protected override void sliderPressed()
{
//按下
base.sliderPressed();
PressedGraphics();
}
protected override void sliderReleased()
{
//释放
base.sliderReleased();
ReleasedGraphics();
}
这两个函数描写叙述了按下后和释放后的指令 所以从这里来看 我们能够把一切我们想要的滑动条的button触发释放 来激活的事件 写在这两个方法里
最重要的检查触发被放在了高一级的类Sliderbase中的CheckTrigger()方法:
private void CheckTrigger()
{
if (State == LeapPhysicsState.Interacting) {
//状态确定
fireSliderChanged (GetSliderFraction ());
if (m_dataBinder != null) {
m_dataBinder.SetCurrentData (GetSliderFraction ());
}
}
}
而最根本的监听来自于一个诡异的方法
private void onStateChanged(object sender, EventArg<LeapPhysicsState> arg) {
if ( arg.CurrentValue == LeapPhysicsState.Interacting ) {
sliderPressed();//按下
}
else if ( arg.CurrentValue == LeapPhysicsState.Reflecting ) {
sliderReleased();//释放
}
}
EventArg是包括事件数据的类的基类,而onStateChanged()方法中前者是一个对象(事实上这里传递的是对象的引用,如button的click事件则sender就是button,相信有过c#/xaml/winfrom/编程经验得同学都见到过这个使用方法)。后面是包括事件数据的类的基类。
而在这个代码中sender就是leap中的一个对象 后面的基类将状态參数CurrentValue 表达出来
讲完了触发那么如今该进一步了
arg.CurrentValue同一时候将改动State的值 这个值相当于整个类中的状态參量 代表button是否被按下
而在这个脚本中 还要依据state的值来进行很多其它的操作
public enum LeapPhysicsState
{
Interacting, //手指等 触发button
Reflecting, //模拟物理特性 从触发被改变回到预置位置
Disabled // 关闭(正常)状态
}
.Enum 类型是全部枚举类型的抽象基类(它是一种与枚举类型的基础类型不同的独特类型)
这里用到enum来准确描写叙述状态 使得代码清晰易懂 易于维护
所以 当我们找到FixedUpdate中的UpdateGraphics()方法后
private void UpdateGraphics()
{
float handleFraction = GetHandleFraction();
Vector3 topPosition = transform.localPosition;
topPosition.x = 0f;
topPosition.y = 0f;
topPosition.z -= (1.0f - handleFraction) * 0.25f;
topPosition.z = Mathf.Min(topPosition.z, -0.003f); // -0.003 为保证dots和top永不相交的中间层
topLayer.transform.localPosition = topPosition;
Vector3 botPosition = transform.localPosition;
botPosition.x = 0f;
topPosition.y = 0f;
botPosition.z = -0.001f;
botLayer.transform.localPosition = botPosition;
midLayer.transform.localPosition = (topPosition + botPosition) / 2.0f;
//___________________________________________________________________
if (activeBar)
{
UpdateActiveBar();//激活
}
//______________________________________________________________________
if (numberOfDots > 0)
{
UpdateDots();//依据bot的位置推断
}
}
在此我们仅仅从Dot展开去讲 由于其它的过程基本上是 八九不离十
在
private void UpdateDots()
{
for (int i = 0; i < dots.Count; ++i)
{//dot的数量 依据此位置dot的x坐标 和 top的x轴自身坐标对照推断 来逐个绘制 小于高亮 大于常亮
if (dots[i].transform.localPosition.x < transform.localPosition.x)
{
Renderer[] renderers = dots[i].GetComponentsInChildren<Renderer>();
foreach (Renderer renderer in renderers)
{
renderer.material.color = DotsOnColor;
renderer.material.SetFloat("_Gain", 3.0f);//高亮
}
}
else
{
Renderer[] renderers = dots[i].GetComponentsInChildren<Renderer>();
foreach (Renderer renderer in renderers)
{
renderer.material.color = DotsOffColor;
renderer.material.SetFloat("_Gain", 1.0f);//常亮
}
}
}
}
而我们在先前的inspector中也看到了DotsOnColor/DotsOffColor
在其它部分的调用中 和Dots的绘制如出一辙 基本都是结合状态參量来进行推断 比如
public void SetWidgetValue(float value) {
if ( State == LeapPhysicsState.Interacting || State == LeapPhysicsState.Disabled ) { return; } // 使得状态在交互过程中稳定
SetPositionFromFraction (value);
}
那么最后来看这个LeapPhysicsBase类中state的终极目的:
protected virtual void FixedUpdate()
{
if (m_target == null && State == LeapPhysicsState.Interacting)
{
State = LeapPhysicsState.Reflecting;
}
switch (State)
{
case LeapPhysicsState.Interacting://交互状态
ApplyInteractions();
break;
case LeapPhysicsState.Reflecting://从交互状态返回正常状态
ApplyPhysics();
break;
case LeapPhysicsState.Disabled://关闭(正常)状态
break;
default:
break;
}
ApplyConstraints();
}
这是一个大写的清晰明了 之前对State枚举类型在这里一下就亮了
用Switch来确定状态执行相应状态的方法集
至此 总分总式的把Solider说完了 已经 洋洋洒洒的说了1w字了 那么 我就继续吧
滚轮/表盘(Dial)
照例先看图:
从trigger的网格来看就非常的复杂 所以要是自己想设计一个这样的手势操作的UI组件 能够说难度非常大
而且 坦白说 这个组件假设不经过自己定义或者改动非常的华而不实 由于 他的选项实在是太多了 多到你手退出操作区域的时候 都会产生误操作
那么我们就先从可见外观结构说起
1.picker//选择器
2.maskpanel//荫罩面
3.backpanel //背景面
更进一步:
从这開始就開始有意思了起来
首先 这是两个collider 小的这个被设置为滚轮上的字在这个区域被显示为高亮(HighLight)
HilightTextVolume这个类中 清晰的表明了这一点 通过 触发器trigger的三个函数 巧妙的控制了字体的高亮显示
//进入
void OnTriggerEnter(Collider other) {
Text text = other.GetComponentInChildren<Text>();
if (text == null) { return; }
text.color = Color.white;
}
//保持
void OnTriggerStay(Collider other){
Text text = other.GetComponentInChildren<Text>();
if (text == null) { return; }
text.color = Color.white;
CurrentHilightValue = text.text;
}
//离开
void OnTriggerExit(Collider other) {
Text text = other.GetComponentInChildren<Text> ();
if (text == null) { return; }
text.color = textColor;
}
这给我们提供了一个设计技巧 对于UI设计提升期的童鞋来说 是个相当实用的模式
进入->保持->离开
|________________|
而之后的用于隐藏的collider原理差点儿一致在DatePickerHideVolume类中:
void OnTriggerEnter(Collider other) {
Text text = other.GetComponentInChildren<Text> ();
if (text == null) { return; }
text.enabled = false;//设置隐藏
}
void OnTriggerExit(Collider other) {
Text text = other.GetComponentInChildren<Text> ();
if (text == null) { return; }
text.enabled = true;//设置显示
}
那个大的collider 被放在转盘的圆心位置 所以转盘总有一半是被隐藏的 这样就保证了前视的时候后面的文字不会对前面的造成干扰
都是利用触发器来实现 可是还有个
比較有趣
的问题 再来看图
我们发现 从下到上 文字的透明度越高这是怎么做到的呢?
首先 定义了一条曲线
public AnimationCurve FadeCurve;
在曲线之后通过曲线来计算 透明值
float opacityMod = FadeCurve.Evaluate(referenceDotDirection);//计算不透明度模
float goalOpacity = m_originalLabelOpacity * opacityMod;//目标透明度
foreach(Text textComponent in m_textLabels) {
//遍历设定
Color textColor = textComponent.color;
textColor.a = goalOpacity;//对文字颜色的Alpha通道进行改动
textComponent.color = textColor;
}
讲完了这个外在 再来讲内在的控制部分
准备好受虐吧 这部分我也不太懂了 所以我尽量说我的理解 有错误请指出
先是生成label
public List< string > DialLabels;
依据字符串List的数量来生成label 这个数量我们当然能够确定 所以 我们想使用这个控件 的话
当然 应该使得这个list.count的数量趋近合理 这样不仅使得控件简洁明了 还是得交互变得更easy 准确性更高
private void generateAndLayoutLabels() {
float currentLayoutXAngle = LabelAngleRangeStart;
for( int i=1; i<=DialLabels.Count; i++ ) {
Transform labelPrefab = Instantiate(LabelPrefab, DialCenter.transform.position, transform.rotation) as Transform;
//生成
labelPrefab.Rotate(currentLayoutXAngle, 0f, 0f);
LabelAngles.Add (-currentLayoutXAngle);
labelPrefab.parent = DialCenter;
labelPrefab.localScale = new Vector3(1f, 1f, 1f);
Text labelText = labelPrefab.GetComponentInChildren<Text>();
labelText.text = DialLabels[i - 1];
DialLabelAngles.Add(DialLabels[i - 1], -currentLayoutXAngle);
labelText.transform.localPosition = new Vector3(0f, 0f, -DialRadius);
currentLayoutXAngle = ((Mathf.Abs(LabelAngleRangeStart) + Mathf.Abs(LabelAngleRangeEnd))/(DialLabels.Count)) * -i;
//调整
}
LabelPrefab.gameObject.SetActive(false); // Turn off the original prefab that was copied.
}
開始句柄
更改句柄
结束句柄
//模拟交互的句柄
public event EventHandler<EventArg<int>> ChangeHandler;
public event EventHandler<EventArg<int>> StartHandler;
public event EventHandler<EventArg<int>> EndHandler;
当然触发检測是不可缺少的
void OnTriggerEnter (Collider other)
{
if (target_ == null && IsHand (other)) {
//像之前一样确定触发体是手
target_ = other.gameObject;//旋转角
pivot_ = transform.InverseTransformPoint (target_.transform.position) - transform.localPosition;//旋转轴心
if (GetComponent<Rigidbody>().isKinematic == false)
transform.GetComponent<Rigidbody>().angularVelocity = Vector3.zero;
interacting_ = true;
if (dialGraphics)
dialGraphics.HilightDial ();
}
}
void OnTriggerExit (Collider other)
{
if (other.gameObject == target_) {
EndInteraction ();//结束交互
}
}
从触发检測部分计算出的目标角度和旋转轴心 然后我们找到应用的方法
protected virtual void ApplyRotations ()
{
//旋转至目标角度
Vector3 curr_direction = transform.InverseTransformPoint (target_.transform.position) - transform.localPosition;
//轴心
transform.localRotation = Quaternion.FromToRotation (pivot_, curr_direction) * transform.localRotation;
}
而这一切都在基类的FixedUpdate()中执行
void FixedUpdate ()
{
if (target_ == null && interacting_) {
// 当交互时手已经被销毁
EndInteraction ();//结束交互
}
if (target_ != null) {
ApplyRotations ();//应用旋转
}
ApplyConstraints ();//应用约束以保证交互结束后 返回相应位置
}
至此 一些零碎的约束我已经无力再写下去了 就来归纳一下组件共有的一些特性:
1.触发检測用于检測手和组件的交互 同一时候一般返回 :
触发初始信息
触发过程信息
触发结束信息2.约束条件:
一般含有交互产生的改变量
交互后依据规则的对改变量的推断
对推断结果的执行3.精巧状态:
一般含有系统用于初始化的初始量
对于不产生交互状态下的静态量
一般为产生触发后约束条件的结果
至此
我们讲完了全部四个预置控件的结构与应用方法
为我们在unity3D引擎中设计 VR/AR环境下的交互逻辑铺平了道路;
可是非常明显的是 在VR环境中设计交互操作明显有一定的方法论 触发设计。特效设计,逻辑设计每一个部分单独拿出来都能够写一本书 而且在讲求经验的情况下 这和曾经的UI设计相去甚远 平面UI的难度由于操控体系的健全而变得较为easy 但在三维环境下 不管是对手的模拟 还是对现实环境的模拟 都使得UI设计变得没有统一规则
你能够虚拟出一个平面实现来类触屏操作而套用平面UI的设计方法
更能够通过虚拟物体来体现虚拟现实技术的优势 这就使得设计变得无限可能
这两种方式并没有优劣之分 各个应用环境之下 恰当的採用 效果才是最佳的。
最后 由于这系列文章过长 因此下次更新可能会在较长之后了(都是眼泪)。
Bye~ See you next month~
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