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手柄事件 (VRTK_ControllerEvents)

发表于2016-11-05
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概述
　　Controller Events 脚本用于统一处理Vive手柄发送的事件.
　　Controller Events 脚本挂载在[CameraRig] 预置件下的Controller 子对象上，为手柄上每个按钮的触发提供事件监听 (包括menu按钮).
　　当手柄上某个按钮被按下, 脚本会发送一个事件， 通知其他脚本这个点击事件，而具体的点击逻辑并不需要写在Controller Events脚本里面. 当一个按钮被释放, 脚本同样会发送一个事件通知其他脚本这个按钮被释放了.
　　这个脚本也有各个按钮相应的public boolean属性以便其他脚本获取到所需按钮的当前状态，例如是否释放，是否点击等.

Inspector可见参数
　　在unity中，可以通过下拉列表，指定这些行为的对应按钮是什么
 · Pointer Toggle Button: 这个按钮用于控制一束激光指示线开/关.
 · Pointer Set Button: 这个按钮用于设置指示线的目标标记.
 · Grab Toggle Button: 这个按钮用于控制抓取游戏中的物体.
 · Use Toggle Button: 这个按钮用于使用游戏中的物体.
 · UI Click Button: 这个按钮用于点击UI元素.
 · Menu Toggle Button:这个按钮用于点击弹出游戏内置按钮.
 · Axis Fidelity: 坐标变化的精度, 默认为1. 大于2的数字将会导致过于灵敏的结果.

变量
 · public bool triggerPressed - 当trigger被扣下一半左右时为真.
 · public bool triggerTouched - 当trigger被扣下一点点时为真.
 · public bool triggerHairlinePressed - 当trigger比任何之前扣下的程度多时为真.
 · public bool triggerClicked - 当trigger完全扣下时为真.
 · public bool triggerAxisChanged - 当trigger位置改变时为真.
 · public bool applicationMenuPressed - 当application menu被按下时为真.
 · public bool touchpadPressed - 当touchpad被按下时为真.
 · public bool touchpadTouched - 当touchpad被触碰时为真.
 · public bool touchpadAxisChanged - 当touchpad触碰位置改变时为真.
 · public bool gripPressed - 当grip被按下时为真.
 · public bool pointerPressed - 当别名为pointer的按钮被按下时为真.
 · public bool grabPressed - 当别名为grab的按钮被按下时为真.
 · public bool usePressed - 当别名为use的按钮被按下时为真.
 · public bool uiClickPressed - 当别名为UI click的按钮被按下时为真.
 · public bool menuPressed - 当别名为menu的按钮被按下时为真.
 

事件
 · TriggerPressed - 当trigger被扣下一半左右时发送事件.
 · TriggerReleased - 当Trigger从扣下一半的状态释放后发送事件.
 · TriggerTouchStart - 当trigger被扣下一点点时发送事件.
 · TriggerTouchEnd - 当trigger完全没有被扣下时发送事件.
 · TriggerHairlineStart - 当trigger扣下的程度超过了当前的hairline阈值时发送事件.
 · TriggerHairlineEnd - 当tringger释放程度超过了当前的hairline阈值时发送事件.
 · TriggerClicked - 当trigger在clicked之前扣下的过程中发送事件.
 · TriggerUnclicked - 当trigger不再一直处于clicked状态时发送事件.
 · TriggerAxisChanged - 当trigger扣下的量发生变化时发送事件.
 · ApplicationMenuPressed - 当application menu被按下时发送事件.
 · ApplicationMenuReleased - 当application menu被释放时发送事件.
 · GripPressed - 当grip被按下时发送事件.
 · GripReleased - 当grip被释放时发送事件.
 · TouchpadPressed - 当touchpad被按下的时候发送事件(比触摸的按压程度大).
 · TouchpadReleased - 当touchpad从被按下(非触碰)的状态下释放时发送事件.
 · TouchpadTouchStart - 当touchpad被触摸时发送事件 (不是点击或者摁下).
 · TouchpadTouchEnd - 当touchpad不再被触摸时发送事件.
 · TouchpadAxisChanged - 当touchpad被触摸的点改变时发送事件.
 · AliasPointerOn - 当pointer toggle(别名)被按下的时候发送事件.
 · AliasPointerOff - 当pointer toggle(别名)被释放的时候发送事件.
 · AliasPointerSet - 当pointer set(别名)被释放时发送事件.
 · AliasGrabOn - 当grab toggle(别名)被按下的时候发送事件.
 · AliasGrabOff - 当grab toggle(别名)被释放的时候发送事件.
 · AliasUseOn - 当use toggle(别名)被按下的时候发送事件.
 · AliasUseOff - 当use toggle(别名)被释放时发送事件.
 · AliasMenuOn - 当menu toggle(别名)被按下时发送事件.
 · AliasMenuOff - 当menu toggle(别名)被释放时发送事件.
 · AliasUIClickOn - 当UI click(别名)被按下时发送事件.
 · AliasUIClickOff - 当UI click(别名)被释放时发送事件.
　　事件和bool状态变量有着对应的关系，通常一个bool状态变量会对应至少两个按钮事件
 

事件装载参数

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public struct ControllerInteractionEventArgs
{
    public uint controllerIndex;
    public float buttonPressure;
    public Vector2 touchpadAxis;
    public float touchpadAngle;
}

 · uint controllerIndex - 当前使用设备的索引.
 · float buttonPressure - 按钮的按压数值. 0f 到 1f.
 · Vector2 touchpadAxis - touchpad被触摸的坐标. (0,0) 到 (1,1).
 · float touchpadAngle - touchpad触摸时滑动的角度, top为0, bottom为180，以此类推其他 . 0f 到 360f.

委托类型

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public delegate void ControllerInteractionEventHandler(object sender, ControllerInteractionEventArgs e);

　　声明一个委托类型，参数为object和ControllerInteractionEventArgs,绑定事件时一定要传入这两个参数，按钮被按下时会通过SetButtonEvent()方法来给ControllerInteractionEventArgs e分配值.

按钮别名

 
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public enum ButtonAlias
 {
     Trigger_Hairline,
     Trigger_Touch,
     Trigger_Press,
     Trigger_Click,
     Grip,
     Touchpad_Touch,
     Touchpad_Press,
     Application_Menu,
     Undefined
 }

　　这个工具类给Vive手柄一些常用的操作取一些别名，和实际的按钮建立映射，例如：

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public ButtonAlias menuToggleButton = ButtonAlias.Application_Menu;

　　这个menuToggleButton与SteamVR中的

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SteamVR_Controller.ButtonMask.ApplicationMenu

　　对应，当这个按钮被按下时，别名按钮对应的事件(如果有绑定)也会发送

和SteamVR相关的全局变量

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private uint controllerIndex;
private SteamVR_TrackedObject trackedController;
private SteamVR_Controller.Device device;
 
private Vector2 touchpadAxis = Vector2.zero;
private Vector2 triggerAxis = Vector2.zero;
private float hairTriggerDelta;
 
private Vector3 controllerVelocity = Vector3.zero;
private Vector3 controllerAngularVelocity = Vector3.zero;

 · controllerIndex - 手柄的索引值，通过trackedController.index获取
 · trackedController - gameobject绑定的SteamVR_TrackedObject脚本
 · device - 设备类，通过此类获取实际中手柄的各种数据
 · touchpadAxis - 全局变量，touchpad的坐标
 · triggerAxis - 全局变量，trigger的坐标
 · hairTriggerDelta -
 · controllerVelocity - 手柄运动的速度
 · controllerAngularVelocity - 手柄旋转的角速度

事件发送方法
　　以OnTriggerPressed方法为例，其他都和这个差不多

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public virtual void OnTriggerPressed(ControllerInteractionEventArgs e)
{
    if (TriggerPressed != null)
    {
        TriggerPressed(this, e);//发送事件，通知绑定此事件的脚本，执行具体的逻辑，但是此处是真正最后调用的地方
    }
}

装载参数

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private ControllerInteractionEventArgs SetButtonEvent(ref bool buttonBool, bool value, float buttonPressure)
{
    buttonBool = value;
    ControllerInteractionEventArgs e;
    e.controllerIndex = controllerIndex;
    e.buttonPressure = buttonPressure;
    e.touchpadAxis = device.GetAxis();//调用SteamVR API获取当前的touchpad二维坐标
    e.touchpadAngle = CalculateTouchpadAxisAngle(e.touchpadAxis);//计算二维坐标在圆形表盘上对应的角度
    return e;
}

　　通过传入ref bool buttonBool，可以在对ControllerInteractionEventArgs进行装填的同时，把事件对应的按钮bool状态进行更新，
　　例如TriggerPressed和TriggerReleased事件对应的按钮bool状态是triggerPressed，当发送TriggerPressed事件时要同时更新triggerPressed为true；发送TriggerReleased事件时要同时更新triggerPressed为false

初始化

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private void Awake()
{
    trackedController = GetComponent();
    gameObject.layer = LayerMask.NameToLayer("Ignore Raycast");
}
 
private void Start()
{
    //获取当前脚本attach的Controller的index
    controllerIndex = (uint)trackedController.index;
    if (controllerIndex < uint.MaxValue)
    {
        //获取设备
        device = SteamVR_Controller.Input((int)controllerIndex);
    }
}

　　一般头显对应的index为0，两个手柄分别为0和1

别名按钮事件发送

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private void EmitAlias(ButtonAlias type, bool touchDown, float buttonPressure, ref bool buttonBool)
…
        if (pointerToggleButton == type)
        {
            if (touchDown)
            {
                pointerPressed = true;
                OnAliasPointerOn(SetButtonEvent(ref buttonBool, true, buttonPressure));
            }
            else
            {
                pointerPressed = false;
                OnAliasPointerOff(SetButtonEvent(ref buttonBool, false, buttonPressure));
            }
        }
…

　　根据type判断是哪个别名按钮，最后一个参数buttonBool对应的是非别名的按钮bool状态，例如这个pointerToggleButton，发送事件时要把touchpadPressed状态更新，而更新为true还是false要根据touchDown的值来判断，上面的OnAliasPointerOn等方法和OnTriggerPressed
　　值得注意的是，不同的别名对应的可能是相同的按钮，例如pointerToggleButton和pointerSetButton都是ButtonAlias.Touchpad_Press.

禁用事件

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private void OnDisable()
{
    //在0.1s内调用DisableEvents()，禁用所有事件发送
    Invoke("DisableEvents", 0.1f);
}
 
///
/// 禁用，还原，但是保存touchpad和trigger的坐标等
///
private void DisableEvents()
{
    if (triggerPressed)
    {
        OnTriggerReleased(SetButtonEvent(ref triggerPressed, false, 0f));
        EmitAlias(ButtonAlias.Trigger_Press, false, 0f, ref triggerPressed);
    }
 
    ...
 
    triggerAxisChanged = false;
    touchpadAxisChanged = false;
 
    controllerIndex = (uint)trackedController.index;
    if (controllerIndex < uint.MaxValue)
    {
        device = SteamVR_Controller.Input((int)controllerIndex);
 
        Vector2 currentTriggerAxis = device.GetAxis(Valve.VR.EVRButtonId.k_EButton_SteamVR_Trigger);
        Vector2 currentTouchpadAxis = device.GetAxis();
 
        // 保存当前的touchpad和trigger的设置.
        touchpadAxis = new Vector2(currentTouchpadAxis.x, currentTouchpadAxis.y);
        triggerAxis = new Vector2(currentTriggerAxis.x, currentTriggerAxis.y);
        hairTriggerDelta = device.hairTriggerDelta;
    }
}

　　这个方法应该就是将所有事件对应的按钮bool状态置为false，同时保存touchpad和trigger上的坐标信息，但是为什么要重新获取一次device呢？

Update()方法

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private void Update()
{
    controllerIndex = (uint)trackedController.index;
    //Only continue if the controller index has been set to a sensible number
    //SteamVR 在未找到Controller时会把index置为uint最大的值
    if (controllerIndex >= uint.MaxValue)
    {
        return;
    }
 
    device = SteamVR_Controller.Input((int)controllerIndex);
 
    Vector2 currentTriggerAxis = device.GetAxis(Valve.VR.EVRButtonId.k_EButton_SteamVR_Trigger);
    Vector2 currentTouchpadAxis = device.GetAxis();
 
    //Trigger Pressed
    if (device.GetPressDown(SteamVR_Controller.ButtonMask.Trigger))
    {
        //发送事件，设triggerPressed为true,同时发送Trigger_Press对应的别名按钮事件
        OnTriggerPressed(SetButtonEvent(ref triggerPressed, true, currentTriggerAxis.x));
        EmitAlias(ButtonAlias.Trigger_Press, true, currentTriggerAxis.x, ref triggerPressed);
    }
    else if (device.GetPressUp(SteamVR_Controller.ButtonMask.Trigger))
    {
        OnTriggerReleased(SetButtonEvent(ref triggerPressed, false, 0f));
        EmitAlias(ButtonAlias.Trigger_Press, false, 0f, ref triggerPressed);
    }
    ...
    // 保存当前trigger和touchpad状态.
    touchpadAxis = new Vector2(currentTouchpadAxis.x, currentTouchpadAxis.y);
    triggerAxis = new Vector2(currentTriggerAxis.x, currentTriggerAxis.y);
    hairTriggerDelta = device.hairTriggerDelta;
}

使用实例
　　例如在VRTK_ControllerEvents_ListenerExample中

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GetComponent().TriggerPressed += new ControllerInteractionEventHandler(DoTriggerPressed);
private void DoTriggerPressed(object sender, ControllerInteractionEventArgs e)
{
    DebugLogger(e.controllerIndex, "TRIGGER", "pressed", e);
}

　　获取到当前Controller绑定的VRTK_ControllerEvents脚本，为它的TriggerPressed绑定DoTriggerPressed方法，在VRTK_ControllerEvents脚本中，每一帧会检测trigger是否被按下，如果按下，则发送事件

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OnTriggerPressed(SetButtonEvent(ref triggerPressed, true, currentTriggerAxis.x));

　　然后在OnTriggerPressed方法里执行TriggerPressed(this, e);
　　此时DoTriggerPressed(this,e)被真正调用，而example脚本中无需在update中写代码，只需要在初始化的时候绑定事件就可以了.
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