Spatial Mapping (空間マッピング) コンポーネント

Unity エディターには、プロジェクト環境のサーフェスの情報を集める低レベルの API スクリプトリファレンスがあります。この低レベルの API スクリプトリファレンスによって、いつデバイスにサーフェスの変化に関するクエリを送るかや、いつ関連するサーフェスのゲームオブジェクトを作成、または、更新を行うかに関して、最大限の制御が可能です。Spatial Mapping コンポーネントを使うと、低レベルの API スクリプトリファレンスを直接使うことなしに、複合現実感を素早く立ち上げ実行することができます。

Spatial Mapping コンポーネント

2 つの Spatial Mapping コンポーネントがあります。Spatial Mapping Renderer と Spatial Mapping Collider です。 Component > Add… (もしくは、インスペクターウィンドウの Add Component をクリックします ) と選択し、Add Component メニューを表示します。Spatial Mapping コンポーネントは、Add Component メニューの AR カテゴリーにあります。

それらのコンポーネントは一緒でも個別でも使用できます。それぞれの Spatial Mapping コンポーネントはそれぞれのサーフェスオブザーバーを使って現実世界の変化を察知します。そのコンポーネントの設定の仕方により、各 Spatial Mapping コンポーネントは周期的にシステムにクエリを送り、現実空間に発生した変化を把握します。システムがそのコンポーネントに関連する変更を知らせると、コンポーネントは変更されたさまざまなサーフェスのベイクの順序付けをします。ベイクの処理には、現実のサーフェスに対応するメッシュでメッシュフィルターを生成することが含まれています。 Spatial Mapping Renderer と Spatial Mapping Collider コンポーネントは、それぞれ特定の方法でこのメッシュフィルターを使用します。

Spatial Mapping Renderer (Script)

Spatial Mapping Renderer コンポーネントによって空間マッピングしたサーフェスを視覚的に表現します。これは視覚的にサーフェスをデバッグしたり、環境に視覚的なエフェクトを加えるのに利用できます。

Spatial Mapping Renderer コンポーネントは定期的にシステムに現実世界の変化を問い合わせます。コンポーネントが変化を検知するたびに、そこで取得したサーフェスのデータをゲームオブジェクトにベイクします。ゲームオブジェクトは Mesh Filter と Mesh Renderer を含んでいます。Renderer コンポーネントはサーフェスの情報をもつゲームオブジェクトの生存期間を管理します。つまり、Spatial Mapping Renderer コンポーネントはそのゲームオブジェクトの作成、更新、削除を処理します。

このコンポーネントを使うと、生成されたすべてのサーフェスで簡単に動的にマテリアルを変更することができます。 2 つのマテリアルタイプがあります。

• オクルージョンマテリアルは見た目は透明ですが、ホログラムを隠します。例えば、現実世界の机の下に、ゲーム世界にあるホログラフィックオブジェクトを隠したい場合に利用できます。

• すべてのコンポーネントのサーフェスに適用できるワイヤーフレームシェーダー。ワイヤーフレームの色は距離を表しています。以下は距離と色をマッピングしたものです。

  • 0 ～ 1 メートル = 黒

  • 1 ～ 2 メートル = 赤

  • 2 ～ 3 メートル = 緑

  • 3 ～ 4 メートル = 青

  • 4 ～ 5 メートル = 黄

  • 5 ～ 6 メートル = シアン

  • 6 ～ 7 メートル = マジェンタ

  • 7 ～ 8 メートル = くり色

  • 8 ～ 9 メートル = 青緑

  • 9 ～ 10 メートル = オレンジ

  • 10 メ―トル以上 = 白

レンダリング設定

General Settings に関しては、後述の General Settings を参照してください。

注意

• サーフェスの情報を持つゲームオブジェクトはすべて、 Custom Render Setting からマテリアルを取得します。Custom Render Setting を変更すると、該当するゲームオブジェクトのレンダリングマテリアルは Custom Render Setting のものに変わります。これによりドローコールの数が減り、レンダリングパフォーマンスが向上します。共有マテリアルの使用もまた、レンダリングに使用されるメモリーの量を削減します。

• 新しいマテリアルを Custom Material 設定に指定するとき、該当するゲームオブジェクトのサーフェスマテリアルは自動的に変更されるわけではありません。新しいマテリアルをすべてのサーフェスに適用するためには、Custom Render Setting を Custom Material か Occlusion Material に設定する必要があります。

• Custom Render Setting の Occlusion Material または Custom Material のプロパティーがランタイムに指定されていない場合、それらは Renderer コンポーネントで破棄されます。ただし、ランタイムに指定された Occlusion Material または Custom Material は、コンポーネントで破棄されないため、個別に破棄する必要があります。

スクリプト例 - ランタイムにサーフェスマテリアルを変更する

以下のスクリプト例は、サーフェスの情報を持つゲームオブジェクトすべてに適用されているマテリアルをランタイムに動的に変更する方法を示しています。

SpatialMappingRenderer renderer = spatialMappingGameObject.AddComponent<SpatialMappingRenderer>();
renderer.customMaterial = new Material(Shader.Find("VR/SpatialMapping/Wireframe"));
renderer.currentRenderSetting = SpatialMappingRenderer.RenderSetting.CustomMaterial;

Spatial Mapping Collider (Script)

Spatial Mapping Collider コンポーネントによってホログラフィックコンテンツと現実の表面の相互作用が可能になります。このコンポーネントは、面の情報を持つゲームオブジェクトの作成、更新、破棄を処理します。

コンポーネントは定期的にシステムへクエリを送り、現実世界で発生した変化を把握します。システムが表面の変化を検知すると、Spatial Mapping Collider コンポーネントは変更されたさまざまな表面のベイクの順序付けをします。表面がベイクされるとき、Mesh Filter と Mesh Collider コンポーネントをもつゲームオブジェクトが生成されます。表面に Mesh Collider ができると、表面に光線を当て、衝突させることができます。

Collider Settings

General Settings に関しては、後述の General Settings を参照してください。

スクリプト例 - SpatialSurface レイキャスト

以下の例は、SpatialSurface レイヤー上のゲームオブジェクトに対するレイキャストの使用法を紹介しています。

using UnityEngine;
using System.Collections; 

public class CustomLayerCollision : MonoBehaviour
{
    // フレームごとに Update が呼び出されます。
    void Update()
    {
        // ユーザーがマウスの左ボタンを押すと
        // 衝突のテストを行います。ジェスチャイベントに基づいて
        // DetectCollisions を発します。*

        if(Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            DetectCollisions();
        }
    } 

    void DetectCollisions()
    {
        // 空間サーフェスか UI レイヤーのいずれかにある
        // すべてのゲームオブジェクトに対しレイキャスト
        int layerMask = 1 << LayerMask.NameToLayer("SpatialSurface");
        // ScreenPointToRay を使い、元はメインカメラの位置で、
        // 方向がメインカメラから、ワールド空間内のマウスの
        // 移動位置に向いたレイを作成。
        RaycastHit[] hits = Physics.RaycastAll(Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition), float.MaxValue, layerMask);

        if(hits.Length > 0)
        {
            foreach(RaycastHit hit in hits)
            {
                Debug.Log(string.Format("Hit Object **\"**{0}**\"** at position **\"**{1}**\"**", hit.collider.gameObject, hit.point));
            }
        }
        else
        {
            Debug.Log("Nothing was hit.");
        }
    }
}

設定

General Settings

General Settings は Spatial Mapping Renderer (Script) と Spatial Mapping Collider (Script) コンポーネントと同様に機能します。

Level Of Detail

パフォーマンスの最適化

• 各 Spatial Mapping コンポーネントは、互いに他の Spatial Mapping コンポーネントから独立していることに注意してください。つまり、たとえ複数のコンポーネントが同じ面を使用している場合でも、各コンポーネントで維持する面のリストは異なります。パフォーマンスを最適化するためには、使用する Spatial Mapping コンポーネント数を制限するようにします。

• シミュレーションの環境がかなり静的で変更がない場合 (例えば、ボードゲーム)、事前に面のデータをできる限りスキャンしておき、Freeze Updates プロパティーを false に設定します。こうすると、パフォーマンスが若干よくなり、パワーの消費が抑えられます。

• Spatial Mapping コンポーネントを作動させるためには、パフォーマンスに少し負担がかかります。Spatial Mapping コンポーネントを持つゲームオブジェクトを動かすことはなるべく避けるようにします。

• Collider Settings > Level of Detail では、 Low を選択してください。これにより、衝突の交点を計算するときのパフォーマンスを向上し、パワー消費を抑えます。

• Spatial Mapping Mesh Colliders の更新は Spatial Mapping Mesh Renderers より遅延が少ない。つまり、 Colliders は Renderers より素早く更新します。

• Collider Settings > Mesh Layer では、すべてのゲームオブジェクトはデフォルトで Default レイヤーに指定されています。ただし、ゲームオブジェクトを特定のレイヤーに割り当てるとよい効果を得られます。レイキャストのための計算は負荷が高く、パフォーマンスを遅くする場合があります。レイヤーを使用することにより、レイキャストの計算を行っているゲームオブジェクトを絞ることができ、パフォーマンスを最適化できます。 Default レイヤーに複雑なメッシュがあまりない場合、衝突のためのレイキャストテストの実行に、あまり多くのパフォーマンスコストを必要としません。ただし、ゲームオブジェクトをレイヤーに整理して、衝突時のレイキャストテストの複雑さを軽減することが最も良いといえます。

詳しくは レイヤー と レイキャスト を参照してください。