Unity XR Interaction Toolkit 開發｜一、OpenXR 與 XRI 概述【3.0 以上版本】

Unity XR Interaction Toolkit 教學說明

這期教學我將介紹使用 Unity 官方推出的 XR Interaction Toolkit 開發 XR 應用的基礎準備，包括軟硬體需求、如何安裝和設置 XR Interaction Toolkit、常見互動模組的運用，以及基於不同平台的相容性調整與優化。透過本期教學的學習，您將掌握使用 Unity XR Interaction Toolkit 開發跨平台 XR 應用的核心技術，為後續深入開發 XR 應用奠定堅實的基礎。

抓取互動課程內容：

配置抓取相關腳本，講解腳本上的常用參數。
遠距離抓取時使射線不彎曲。
遠距離抓取時保持手部與物體的相對距離不變。
抓取物體時讓物體能夠被其他碰撞體阻擋。
Unity 磁碰產生的條件。
優化 VR 場景的陰影效果。
設置抓取點。
雙手抓取物體（以其他物體抓取為例）。
雙手縮放物體。
互動探測範圍。
抓取物體時鬆開抓取鍵也能保持抓取狀態。

XR Interaction Toolkit 是什麼

XR Interaction Toolkit 是 Unity 官方推出的一套跨平台互動開發工具包，專為 XR（擴增實境、虛擬實境及混合實境）應用設計，提供常見互動功能的封裝模組，幫助開發者快速高效地實現 XR 應用的互動需求。

這張圖展示使用 XR Interaction Toolkit 的模擬器進行控制器操作，模擬抓取和互動，方便開發者測試功能。

Unity XR 開發架構

使用 Unity 開發 XR 應用的整體架構由底層插件和高層 SDK 組成。
在本套系列教學中，會使用 OpenXR + XR Interaction Toolkit 的開發方案。

底層插件（對接硬體）

不同的底層插件對接對應的 XR 硬體平台，讓 Unity 程式相容到對應的硬體設備上，適配硬體的特性和使用者的輸入。

開發者通常只要在 Unity 的 XR Plug-in Management 中選擇對應的 XR 插件供應商，然後進行設置，Unity 會自動處理程序與硬體的兼容，使得開發的應用能夠成功接入設備的 XR 能力，在設備上正常運作。

範例： OpenXR ，Apple vision OS，Oculus，Pico XR 插件。

XR Plug-in Management 設置面板，用於管理 XR（擴增實境/虛擬實境）應用開發的插件。

XR Plug-in Management 面板，針對 Apple visionOS 的配置設定。

高層 SDK（面向應用交互層）

將 XR 應用開發中常用的互動功能封裝成模組給開發者使用。開發者會在開發流程中經常使用高階SDK。

應用層的互動例如：抓取、UI 互動、MR 環境辨識…。

經典的高層 SDK：XR Interaction Toolkit，Meta XR SDK，PolySpatial，SteamVR SDK。

OpenXR

在早期，不同的 XR 裝置都維護它們各自的 SDK，供開發人員製作出能在對應裝置上運作的程式。但尷尬的地方就在於，可能利用廠商 A 提供的 SDK 開發的程式無法相容到廠商 B 的硬體設備。不像如今已經比較成熟的安卓行動端，只需用 Android SDK 開發一款程序，就能相容於不同的安卓手機上。

而 OpenXR 就是為了簡化 XR 開發而製定的一套標準。相當於在編寫的 XR 應用程式和不同的硬體設備間新增了一個中間層，向上提供一套統一的開發 API，不同的開發引擎對該 API 進行二次封裝，提供給 XR 應用開發者使用。而不同的設備廠商為硬體編寫支援 OpenXR 標準的接口，使得中間層能夠向下相容對應的硬體設備。如今，越來越多的 XR 裝置開始支援 OpenXR 標準，這意味著選用 OpenXR 進行 XR 裝置的開發可以成為通用的方案。

有了統一的標準後只要寫一次程式碼，就能相容於所有的裝置。這樣開發者只要專注於程式開發本身，而不用在意設備間的差異。

XR Interaction Toolkit

特點

簡稱 XRI。
Unity 推出的跨平台 XR 互動開發工具包，跨平台機制體現在以下幾個面向：
- 封裝了通用的X R 互動模組，如抓取、點觸、射線、移動。
- 使用 Unity 的 Input System 處理不同平台的輸入。
- 支援 OpenXR 標準（但蘋果不支援）。
- 能結合 AR Foundation 開發 AR/MR 應用。
逐漸成為業界流行的標準，許多平台推行使用 XRI 作為互動開發包，結合自家 SDK（包含了硬體的特性），完成整套開發流程。

XRI 能夠實現的互動類型

3D 物體互動：抓取物體，遠距離操控物體，點選物體…。
UI 互動：點擊按鈕，拖曳滑動條…。
移動：持續移動，傳送，攀爬…。

XR 互動參與的對象

Interactor：啟動互動的對象。

Interactable：互動的對象。

XRI 中透過 XR Interaction Manager 腳本統一管理場景中所有的 Interactor 和 Interactable。

XRI 中與互動相關的狀態

Hover 懸停

當 Interactor 接近 Interactable，準備互動的時候，會進入到 Hover 狀態。
範例：使用手柄射線點擊 UI 按鈕，當射線射到 UI 按鈕上時，就進入到 Hover 狀態，此時點擊動作未發生，還未正式進行交互。

Select 選中

在進入到 Hover 狀態的前提下，做出額外的輸入動作發起交互，進入到 Select 狀態。
範例：使用手柄射線點擊UI 按鈕，當射線射到 UI 按鈕上時，進入到 Hover 狀態，然後按下手柄的扳機鍵，相當於做出點擊按鈕的動作，進入到 Select 狀態。

Focus 獲得焦點

當物件進入 Select 狀態時，同時也會處於 Focus 狀態，直到再次選取 Interactable 或選取另外一個 Interactable 或明確不選擇任何內容時退出 Focus 狀態。
例：使用手柄抓取物體，手柄靠近物體時進入到 Hover 狀態，然後按下手柄抓取鍵把物體抓起時會同時進入到 Select 和 Focus 狀態，鬆開手柄抓取鍵結束抓取，會退出 Select 狀態，但是不會退出 Focus 狀態。重新抓起物體，才會先退出 Focus 狀態，再同時進入新的 Select 和 Focus 狀態。鬆開後單獨按下手柄抓取鍵但不抓起物體，也能退出 Focus 狀態（明確不選擇任何內容）。

Activate 激活

在進入到 Select 狀態的前提下，做出額外的輸入動作可進一步對當前的交互對象進行交互。
範例：用手柄抓取鍵拿起手槍，進入 Select 狀態，然後按下手柄扳機鍵進行射擊，進入 Activate 狀態。

下一步： Unity XR Interaction Toolkit 開發｜二、導入 SDK【3.0 以上版本】

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以上內容來自 CSDN 作者：YY-nb

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特約作家簡介

JamXu

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經中華網龍遊戲企劃進入遊戲圈，然後被雷打到去學程式前後端又學了點設計再帶帶幾個研發團隊，見證了 3D 渲染技術及遊戲引擎互相進步，也見證了研發代理的更迭與博弈遊戲的興起，再毅然研究起 SEO 網路行銷與社群廣告投放，深信自研自賣才是最大贏家，期望能為台灣研發重回輝煌時光貢獻一點力量。如果你也有遊戲夢，歡迎交流認識。