接續上一篇文章的介紹,這一篇文章會針對 Kinect 在遊戲類型應用上最為重要的功能「骨架」來做討論。
在 Zigfu 中,已經提供了 ZigTrackedUser.Skeleton
這個物件讓我們可以存取骨架,與前一篇文章不同的地方在於,我們會用 Zig_UpdateUser
這個方法存取骨架。
理解 Zigfu 的玩家追蹤
Zigfu 提供了三個方法讓我們可以了解玩家的狀況。
Zig_UserFound
- 辨識到玩家的情況Zig_UpdateUser
- 更新玩家的情況(不一定有辨識到)Zig_UserLost
- 遺失玩家的情況
這三個方法都會接收到一個叫做 ZigTrackedUser
類型的物件,裡面儲存著目前被「追蹤」的玩家,以及其相關資料(如骨架資訊)
接下來,我們來看 ZigSkeleton.cs
這個檔案是如何使用 Zig_UpdateUser
來處理骨架的。
1// 略
2 void Zig_UpdateUser(ZigTrackedUser user)
3 {
4 UpdateRoot(user.Position);
5 if (user.SkeletonTracked)
6 {
7 foreach (ZigInputJoint joint in user.Skeleton)
8 {
9 if (joint.GoodPosition) UpdatePosition(joint.Id, joint.Position);
10 if (joint.GoodRotation) UpdateRotation(joint.Id, joint.Rotation);
11 }
12 }
13 }
14// 略
當我們獲取 ZigTrackedUser
之後,可以用 Position
來取得玩家的位置(大致上會是一個三度空間,這個空間是 Kinect 所能偵測的範圍)
UpdateRoot(user.Position)
這段程式碼會更新場景中物件的位置,使之與玩家在現實中的位置同步。
不過,即使辨識到了「玩家」也不代表能夠辨識出「骨架」因此會做一個 SkeletonTracked
的確認,假設確定骨架正常運作的話,就將每一個骨架資料更新。
從 Skeleton
取出的會是一組 ZigInputJoint
類型的骨架陣列,裡面儲存著每一個關節的資料。
從這這段程式碼中,我們可以看到 GoodPosition
和 GoodRotation
兩個檢查,用於確認單一關節是否正常。
因為官方並沒有 Unity3D 的文件,因此上述的描述多以「程式碼」與「執行結果」進行假設,推論最接近的答案。
而 ZigInputJoint
類型的物件至少會有這三項屬性。
Id
- 一個ZigJointId
列舉的值(用來表示關節)Position
- 關節所在的位置Rotation
- 關節旋轉的狀況
運用骨架資訊
這個段落,我們將透過 ZigSkeleton.cs
的一些範例,製作一個右手關節的簡易物件。
(可以視為 Blockman3rdPerson 的簡化版。)
這個階段會用三個 Sphere(球體)來代表手腕、手肘、肩膀三個關節節點,並且用骨架功能讓這三個節點追蹤玩家右手的變化。
首先,先建立一個新的場景,並且設置好 Zig
原件到場景上。
接著製作一個物件群組,並且在裡面放置三個 Sphere(球體)。
物件群組可以利用空物件來製作,為了方便辨識我製作了三種顏色的材質球放到不同的關節。 (從肩膀開始剛好是 Red > Green > Blue 的順序。)
我們一共需要兩個程式來輔助我們實作骨架的功能,一個是 TrackUser.sc
用來追蹤使用者並且分派骨架,另一個則是 SimpleSkeleton.cs
用來搜集從 Zigfu 拿到的骨架資料,更新對應的物件。
以下是 TrackUser.cs
的程式碼,解釋用註解的方式寫在裡面。
1public class TrackUser : MonoBehaviour {
2
3 // 骨架物件(上面套有 SimpleSkeleton 元件的物件)
4 public GameObject skeletonObject;
5 // 追蹤的使用者(因為我們只要一個玩家,所以只存單筆資料)
6 public ZigTrackedUser trackingUser;
7
8 // Use this for initialization
9 void Start () {
10 // 向 Zigfu 登記更新時要通知這個元件
11 ZigInput.Instance.AddListener (gameObject);
12 }
13
14 void Zig_UserLost(ZigTrackedUser user)
15 {
16 if (user == trackingUser) { // 如果遺失的使用者是追蹤中的使用者
17 trackingUser = null; // 解除追蹤使用者狀態
18 }
19 }
20
21 void Zig_Update(ZigInput input)
22 {
23 if (trackingUser != null) { // 如果已經追蹤使用者
24 return; // 那麼不做任何事情
25 }
26
27 foreach (ZigTrackedUser user in input.TrackedUsers.Values)
28 { // 讀取追蹤中的使用者
29 trackingUser = user; // 第一個讀取到的使用者被追蹤
30 trackingUser.AddListener(skeletonObject); // 將骨架物件套用到使用者上
31 break;
32 }
33 }
34}
裡面較為特別的地方是 ZigTrackedUser
也有 AddListener
這個方法。
簡單來說 ZigInput.Instance
做 AddListener
後,被登記的物件可以用 Zig_Update
收到訊息。
而 ZigTrackedUser
做 AddListener
後,被登記的物件可以用 Zig_UpdateUser
收到訊息。
因此要注意,物件是否被加入到正確的 Zigfu 物件中。
之後把這個語法附加到 Zigfu(跟 Zig 元件相同的物件上)就可以了,上圖已經預先將骨架物件放進去了!
至於 SimpleSkeleton.cs
的內容如下,一樣將解釋寫在裡面。
1public class SimpleSkeleton : MonoBehaviour
2{
3
4 // 對應關節的物件
5 public GameObject Hand;
6 public GameObject Elbow;
7 public GameObject Shoulder;
8
9 // 縮放,基本上要照遊戲的比例尺設定
10 public Vector3 Scale = new Vector3 (0.001f, 0.001f, 0.001f);
11
12 // 更新物件坐標的處理器
13 void UpdatePosition(GameObject node, Vector3 position)
14 {
15 // 將物件坐標調整為正確比例
16 Vector3 dest = Vector3.Scale (position, Scale);
17 // 更新物件坐標(使用 Lerp 讓變化是比較平滑的)
18 node.transform.localPosition = Vector3.Lerp (node.transform.localPosition, dest, Time.deltaTime * 50f);
19 }
20
21 void Zig_UpdateUser (ZigTrackedUser user)
22 {
23 if (user.SkeletonTracked) {
24
25 foreach(ZigInputJoint joint in user.Skeleton) {
26 // 因為只使用三個關節,所以直接比對
27 if(joint.Id == ZigJointId.RightHand) {
28 UpdatePosition(Hand, joint.Position); // 透過更新坐標處理器更新
29 }
30 if(joint.Id == ZigJointId.RightElbow) {
31 UpdatePosition(Elbow, joint.Position);
32 }
33 if(joint.Id == ZigJointId.RightShoulder) {
34 UpdatePosition(Shoulder, joint.Position);
35 }
36 }
37 }
38 }
39}
整體來說並沒有什麼特別的地方,這邊省略了旋轉的處理,詳細的做法可以參考 ZigSkeleton.cs
的內容。
比較需要注意的是,這裡使用的是 localPosition
並且沒有與物件的基礎坐標做修正。
(localPosition
會受到上層物件的位置影響)
接下來對骨架物件設定,完成後就能夠看到右手的肩膀、手肘、手腕三個關節依照 Kinect 照到的位置做出改變。 剩下的骨架控制就需要依照情況去儲存不同狀態、時間的骨架,並且做出對應的反應。
這篇文章到此告一段落,下一篇文章會是這一系列的最後一篇。 我會把 Zigfu 提供的一些輔助像是揮手、舉手這類預先設定好的工具詳細的介紹給大家,如果遊戲只需要基本的操作的話,某方面來說其實就非常夠用了!