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Cardboard Unity 完整开发教程

Cardboard 是 Google 推出的一款低成本 VR 解决方案，它通过一个简单的纸板盒子将手机变成一个 VR 头显，对于 Unity 它是一个非常棒的入门 VR 开发平台。

（图片来源网络，侵删）

第一部分：准备工作

在开始之前,请确保你已经准备好以下环境：

Unity 编辑器：推荐使用较新的稳定版本（如 2025.3 LTS 或更高版本）。
Android 开发环境：
- 安装 Android SDK。
- 安装 Java Development Kit (JDK)。
- 在 Unity 的 Edit > Preferences > External Tools 中正确配置 JDK 和 Android SDK 的路径。
一台 Android 智能手机：确保手机支持 Gyroscope（陀螺仪），并且性能足够流畅运行你的 VR 场景。
Cardboard App：在手机上从 Google Play 商店安装 "Google Cardboard" 应用，这个应用可以帮你校准手机并测试 VR 效果。

第二部分：安装 Cardboard SDK

Unity 提供了一个官方的 Cardboard XR Plugin，这是目前推荐的方式。

打开 Unity Package Manager：
- 在 Unity 编辑器中，选择 Window > Package Manager。
安装 XR Plugin Management：
（图片来源网络，侵删）
- 在 Package Manager 窗口中，点击左上角的号，选择 Add package from git URL...。
- 输入 com.unity.xr.management 并确认，如果已经安装，可以跳过此步。
安装 Cardboard XR Plugin：
- 再次点击号，选择 Add package from git URL...。
- 输入 com.google.xr.cardboard 并确认。
配置项目：
- 安装完成后,Project Settings 窗口会自动弹出，如果没有，可以手动打开 Edit > Project Settings。
- 在左侧菜单中选择 XR Plug-in Management。
- 切换到 Android 标签页。
- 勾选 Cardboard 选项。

第三部分：创建和配置 VR 场景

现在我们来创建一个基础的 VR 场景。

创建新场景：
（图片来源网络，侵删）
- 新建一个 Unity 3D 场景，清空默认的相机和光照（Delete 按钮）。
设置 XR Rig：
- 这是 VR 场景的核心，它包含了用于渲染 VR 视图的左右两个相机。
- 在菜单栏中选择 GameObject > XR > XR Origin (VR)。
- Unity 会自动为你创建一个 XR Origin (VR) 对象，它下面包含了 Camera Offset 和 Main Camera。
配置 XR Origin：
- 选中 XR Origin (VR) 对象，在 Inspector 窗口中你会看到 XR Rig 组件。
- Tracking Type：选择 Stationary（固定）或 Room-scale（房间尺度），对于 Cardboard，Stationary 是最常用的，它允许你通过转头环顾四周，但身体位置是固定的。
- Base Tracking Origin：通常设置为 Head。
配置相机：
- 选中 Main Camera 对象。
- 清除背景：将 Background 属性设置为 Solid Color，并选择一个你喜欢的颜色（比如黑色），这能避免在加载时看到奇怪的渲染效果。
- 禁止 Clipping：取消勾选 Clipping Planes 下的 Near 和 Far 选项，在 VR 中，过近的裁剪平面会非常不舒服。
- 禁止 Audio Listener：取消勾选 Audio Listener，一个场景中只需要一个 Audio Listener，并且它应该位于你的 XR Rig 上。
添加光照：
- 为了看到场景中的物体,添加一个光源。GameObject > Light > Directional Light 是一个不错的选择。
添加一个 3D 物体：
- 为了测试,在场景中放置一个 3D 物体，GameObject > 3D Object > Cube。

第四部分：实现交互 - 添加一个“凝视”按钮

VR 应用最常见的交互方式之一就是“凝视”（Gaze），用户盯着一个物体看几秒钟，就会触发一个事件（如开门、点击按钮）。

创建 UI 画布：
- 在菜单栏选择 GameObject > UI > Canvas，这会自动创建一个 Canvas、一个 EventSystem 和一个 Text 对象。
创建一个按钮：
- 选中 Canvas，在菜单栏选择 GameObject > UI > Button，一个默认的按钮会出现在 Canvas 上。

创建凝视脚本：

在 Project 窗口中，右键点击 Create > C# Script，命名为 GazeButton。
双击打开脚本,用以下代码替换其内容：

using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class GazeButton : MonoBehaviour
{
    // 这个变量用于在 Inspector 中将按钮的 Image 组件拖拽进来
    public Image reticleImage; 
    // 凝视时间，单位为秒
    public float gazeTime = 2f;
    // 按钮的原始颜色
    public Color originalColor = Color.white;
    // 凝视时按钮的颜色
    public Color gazeColor = Color.yellow;
    private float timer;
    private bool isGazing;
    void Start()
    {
        // 初始化计时器
        timer = 0;
        // 设置初始颜色
        reticleImage.color = originalColor;
    }
    void Update()
    {
        // 检查玩家是否正在凝视这个按钮
        if (isGazing)
        {
            // 增加计时器
            timer += Time.deltaTime;
            // 改变按钮颜色，提供视觉反馈
            reticleImage.color = Color.Lerp(originalColor, gazeColor, timer / gazeTime);
            // 如果凝视时间足够长
            if (timer >= gazeTime)
            {
                // 触发点击事件
                GetComponent<Button>().onClick.Invoke();
                // 重置计时器
                timer = 0;
                isGazing = false;
                reticleImage.color = originalColor;
            }
        }
    }
    // 当玩家的视线进入按钮的碰撞体时调用
    public void OnGazeEnter()
    {
        isGazing = true;
        timer = 0;
    }
    // 当玩家的视线离开按钮的碰撞体时调用
    public void OnGazeExit()
    {
        isGazing = false;
        timer = 0;
        reticleImage.color = originalColor;
    }
}

设置凝视脚本：
- 选中场景中的 Button 对象。
- 将 GazeButton.cs 脚本拖拽到 Button 对象上。
- 在 Inspector 中，你会看到 Gaze Button 组件。
- 将 Button 对象下的 Image 子对象拖拽到 Reticle Image 字段中。
- 调整 Gaze Time 为一个合适的值（2 秒）。
- 调整 Original Color 和 Gaze Color 以获得更好的视觉效果。
添加碰撞体：
- 为了让脚本检测到凝视,Button 必须有一个碰撞体。
- 选中 Button 对象，在 Inspector 中点击 Add Component。
- 添加一个 Box Collider 2D 组件，UI 默认的 Button 组件已经包含了 EventSystem 所需的交互逻辑，所以不需要额外添加 3D 碰撞体。
创建事件处理函数：
- 选中 Button 对象，在 Inspector 的 Button 组件下方，你会看到一个 On Click () 事件列表。
- 点击号，将场景中的 Button 对象本身拖拽到 None (Object) 字段中。
- 在右侧的下拉菜单中,选择 GazeButton > OnGazeExit。注意：这里我们选择 OnGazeExit 是因为当点击事件被触发后，我们希望立即重置状态，你也可以创建一个专门的处理函数。

第五部分：构建和部署到手机

设置 Player Settings：
- 打开 File > Build Settings。
- 在 Platform 列表中，确保选中 Android，然后点击 Switch Platform。
- 点击 Player Settings... 按钮。
- 在 Other Settings 中：
  - Package Name：设置一个唯一的包名，com.yourname.cardboarddemo。
  - Minimum API Level：建议设置为 Android 7.0 'Nougat' (API level 24) 或更高。
  - Target API Level：设置为 Android 13.0 'Tiramisu' (API level 33)。
  - Orientation：设置为 Landscape Left 或 Landscape Right，因为 VR 应用通常使用横屏模式。
构建项目：
- 在 Build Settings 窗口中，点击 Add Open Scenes 将你的当前场景添加到构建列表中。
- 点击 Build 按钮，选择一个文件夹来保存你的 APK 文件。
- 等待构建完成。
部署到手机：
- 将构建好的 APK 文件传输到你的手机上。
- 在手机上安装该 APK。
- 将手机放入 Cardboard 盒子中。
- 打开你安装的应用,将手机放入盒子，戴上它。
- 按下 Cardboard 盒子上的按钮，或者点击手机屏幕上的“扫描”按钮，应用会自动进入 VR 模式。

你应该能看到你的场景,并且可以通过转头来观察环境，当你盯着按钮看大约 2 秒后，按钮的颜色会变化，OnGazeExit 事件会被触发。

进阶主题与最佳实践

交互控制器：
- Cardboard 本身没有控制器，但你可以使用 激光指针 作为替代，在 XR Rig 的 Camera Offset 下，可以添加一个虚拟的激光指针，通过凝视来“指向”物体。
空间音频：
- 使用 Unity 的 AudioSource 组件和 AudioListener。
- 将 AudioSource 放置在 3D 空间中的某个物体上，并勾选 Spatial Blend，将其值设置为 1，这样声音就会从声源的位置发出，创造出身临其境的听觉体验。
性能优化：
- 移动端性能至关重要，时刻注意 Draw Call、三角面数和内存占用。
- 使用简单的几何体和贴图。
- 合并静态物体。
- 避免在每一帧都进行昂贵的计算。
用户体验：
- 避免突然的移动：VR 晕动症的主要诱因之一，尽量使用平滑的相机过渡。
- 提供清晰的视觉反馈：就像我们的凝视按钮一样，用户需要知道他们的操作是否被系统识别。
- 校准：提醒用户使用 Cardboard App 进行陀螺仪校准，以获得最佳的追踪效果。