React VR 快速入门.pdf

React VR 快速入门前言什么是ReactReact是一个开放源代码的JavaScript库，为HTML呈现的数据提供了视图渲染。React视图通常使用指定的像HTML标签一样的组件来进行UI渲染。它目前是最流行的JavaScript库之一，它拥有强大的基础和庞大的社区。创建一个React App$npm install-g create-react-app$create-react-app my-app$cd my-app$npm start效果图什么是React Native？React Native是仅使用Javascript的移动应用构建框架。它使用与React相同的设计，包含丰富的UI库和组件声明。它使用与常规iOS和Android应用程序相同的基本UI构建块。GitChat使用React-Native最赞的地方是还可以通过原生的Objective-C,Java,或者Swift来构建组件。React VS React Native：React Native bridge：bridge创建一个React Native App环境安装查看官网：http:/facebook.github.io/react-native/docs/getting-started.html。创建项目$react-native init my-rn-app运行项目To run your app on iOS:cd/Users/liyuechun/Pictures/my_rn_app react-native run-ios -or-Open ios/my_rn_app.xcodeproj in Xcode Hit the Run button To run your app on Android:GitChat cd/Users/liyuechun/Pictures/my_rn_app Have an Android emulator running(quickest way to get started),or a device connected react-native run-android效果图iOSAndroid开始使用React VRReact VR旨在允许Web开发人员使用React的声明方法(特别是React Native)来创作虚拟现实（VR）应用程序。React VR使用Three.js 来支持较低级别的WebVR 和 WebGL API.WebVR是用于访问Web上VR设备的API。WebGL（Web图形库）是一种无需使用插件即可用于在任何兼容的Web浏览器中渲染3D图形的API。React VR类似于React Native，因为它使用View，Image和Text作为核心组件，并且支持Flexbox布局。此外，React VR还将Pano，Mesh和PointLight等VR组件添加相关库GitChat中。在本篇文章中，我将带领大家创建一个简单的VR应用程序来学习如何创建一个全景图片，3D对象模型，按钮和flexbox布局的使用场景。我们的模拟应用程序基于React VR的两个网格和布局的官方示例。该应用程序将渲染一个能够放大和缩小的地球和月球的3D模型，效果图如下所示：这些模型中，它们的尺度和旋转不是地球-月球系统的真实复制品。这种关系只是为了展示React VR的工作原理。与此同时，我们将解释一些关键的3D建模概念。一旦掌握了ReactVR，就可以随意创造更多的作品。你能够从 GitHub找到最后的项目源代码。要求到目前为止，虚拟现实是一项相当新的技术，开发或测试我们的VR应用程序的方法很少。WebVR 和 Is WebVR Ready?可以帮助您了解哪些浏览器和设备支持最新的VR规范。但是你也不必过于担心，你现在不需要任何特殊的设备，例如：Oculus Ri埔,HTC Vive,或者 Samsung Gear VR 来测试一个WebVR APP。下面是你现在所需要准备的：一台WindowsMac电脑。Google浏览器。最新版本的Node.jsGitChat如果您也有Android设备和Gear VR耳机，您可以安装Carmel Developer Preview浏览器来探索您的React VR 应用程序。创建项目首先，我们需要使用NPM来安装React VR CLI工具：$npm install-g react-vr-cli使用React VR CLI来创建一个名字叫做EarthMoonVR的新项目：$react-vr init EarthMoonVR在创建过程中您需要等一会儿，这将创建一个EarthMoonVR目录，目录里面就是相关项目文件，如果希望创建速度快一些，您可以安装 Yarn 来提高速度。一旦项目创建完毕，可以通过cd切换到EarthMoonVR文件路径下面：$cd EarthMoonVR在终端通过npm start来启动程序以便查看效果：$npm start在浏览器中输入http:/localhost:8081/vr。稍微等一会儿，即可查看到VR效果：React VRGitChatReact VR下面是初始化的React VR新项目的项目结构:+-_tests_+-node_modules+-static_assets+-vr-.babelrc-.flowconfig-.gitignore-.watchmanconfig-index.vr.js-package.json-rn-cli-config.js-yarn.lock我将index.vr.js文件呈现高亮状态，它包含了您应用程序的源码，static_assets目录包含像图片和3D模型的外部资源文件。你可以从这里了解更多项目结构。index.vr.js 文件的内容如下:import React from react;import AppRegistry,asset,StyleSheet,Pano,Text,View,from react-vr;class EarthMoonVR extends React.Component render()return(GitChat hello );AppRegistry.registerComponent(EarthMoonVR,()=EarthMoonVR);我们可以看到React VR使用了ES2015 和 JSX。这个代码通过React Native packager进行预编译，它提供了(ES2015,JSX)编译和其他资源加载。在render函数中，return了一个顶级标签，里面包含：View 组件,它是可以包含其他所有组件的容器组件。Pano 组件,用于将(chess-world.jpg)渲染一张360度的图片。Text 组件,用于渲染字体的3D空间。注意，Text组件通过一个内联的样式对象来设置样式。在React VR中的每一个组件都有一个style属性来控制控制它的外观和布局。除了添加Pano或VrButton等特殊组件之外，React VR还使用了与React和React Native相同的概念，例如组件，属性，状态，生命周期，事件和弹性布局。最后，项目根组件应该通过AppRegistry.registerComponent来进行注册，以便App能够进行打包和正常运行。现在我们知道代码是做什么用的，接下来我们将全景图片拖拽到项目中。全景图像通常，我们的VR应用程序中的空间由全景（pano）图像组成，它创建了一个1000米的球体（在React VR距离中，尺寸单位为米），并将用户置于其中心。一张全景图像允许你从上面，下面，后面以及你的前面去观察它，这就是他们也被称为360的图像或球面全景的原因。360全景图有两种主要格式：平面全景图和立方体。React VR支持两者。平面全景图平面全景图由宽高比为2:1的单个图像组成，意味着宽度必须是高度的两倍。GitChat这些照片是通过360度照相机创建的。一个很好的平面图像来源是Flickr，你打开这个网站尝试搜索equirectangular关键字，例如：我通过equirectangular关键字尝试搜索就找到这张图片:看起来很奇怪，不是吗？无论如何，下载最高可用分辨率的照片，将其拖拽到项目中static_assets的路径下面，并且修改render函数中的代码，如下所示：render()return();Pano组件的source属性接收一个当前图片位置的uri属性值。这里我们使用了asset函数，将sample_pano.jpg作为参数，这个函数将会返回static_assets 路径下的图片的正确的uri。换句话说，上面的方法等价于下面的方法：render()return();假设本地服务器一直在运行，当我们在浏览器中刷新页面时，我们将看到如下效果：GitChat顺便说一下，如果我们想避免在每次更改时都需要重新刷新页面，我们可以通过在URL(http:/localhost:8081/vr/?hotreload)中添加?hotreload 来启用 热刷新。立方体全景图立方体全景图是360度全景图的其他格式。这种格式使用六个图像作为一个多维数组集的六个面，它将填充我们周围的球体。它也被称为天空盒。基本思想是渲染一个立方体，并将观众置于中心，随后移动。例如，下面的这张大图中，每一个方位的小图代表立方体的一面：GitChat为了能够在React VR中使用立方体全景图，Pano组件的source属性的uri值必须指定为一个数组，数组中的每一张图片分别代表+x,-x,+y,-y,+z,-z，如下所示：render()return();在2D布局中，X轴越向右x值越大，Y轴越向下值越大，(0,0)坐标为最左上角，右下角代表元素的宽和高(width,height)。GitChat然而，在3D空间中，React VR使用了同OpenGL使用的右手坐标系统，正X指向右边，正Y指向上边，正Z指向用户的方向。因为用户的默认视图从原点开始，这意味着它们将从负Z方向开始：你可以从React VR coordinate system here了解更多React VR坐标系统.这样，我们的立方体（或天空盒）将如下所示：Skybox在Unity中使用了很多，所以有很多地方可以找到他们并进行下载。例如，我从这个页面下载了撒哈拉沙漠。我将图片拖拽到项目中，并修改代码如下所示：render()return();效果如下所示：你能注意到顶部和底部的图像不协调吗？我们可以通过将顶部图像顺时针旋转90度，底部逆时针旋转90度来校正它们：GitChat现在让我们为我们的应用创建一个空间天空盒。最好的程序是Spacescape，它一个免费的工具，可在Windows和Mac上创建空间天空盒（包括星星和星云）。创建一个sampleSpace.xml文件，将下面的代码拷贝到sampleSpace.xml文件中:one 0 0 0 1 1 1 false 0.5 2 fbm 1 1 1 1 1 0 Fuzzy Blue Stars 1 1 1 1 3000 3 4 one points GitChat one 0.03 1.5 1 1 1 1 1 1 2 Fuzzy White Star Overlay ridged 8 0.94 0 0 0 1 1 1024 10 4 0.81 one noise 并且通过Spacescape软件打开sampleSpace.xml文件，效果图如下所示:我们可以导出天空盒的六张图像：GitChat如果我们修改代码如下所示：将得到如下结果：GitChat现在让我们来讨论讨论3D模型。3D 模型React VR 有一个 Model 组件，它支持Wavefront.obj file format 来代表3D建模。mesh是定义3D对象形状的顶点、边和面的集合。.obj文件是一个纯文本文件，其中包含几何顶点，纹理坐标，顶点法线和多边形面元素的坐标。通常，.obj文件引用一个外部.mtl file文件，其中存储了描述多边形视觉方面的材质（或纹理）。您可以使用Blender,3DS Max,和Maya等程序创建3D模型并将其导出为这些格式。还有很多网站可以免费下载或免费下载3D模型。以下是其中三个很不错的：TF3DMTurboSquidCGTrader对于我们的应用程序，我们将使用这个3D地球模型和这个来自TF3DM的3D月球模型。当我们将地球模型的文件提取到我们应用程序的static_assets目录时，我们可以看到有一堆图像（纹理）以及.obj和.mtl文件。如果我们在文本编辑器中打开后者，我们将看到如下所示定义：GitChat#3ds Max Wavefront OBJ Exporter v0.97b-(c)2007 guruware#File Created:25.01.2016 02:22:51 newmtl 01_Default Ns 10.0000 Ni 1.5000 d 1.0000 Tr 0.0000 Tf 1.0000 1.0000 1.0000 illum 2 Ka 0.0000 0.0000 0.0000 Kd 0.0000 0.0000 0.0000 Ks 0.0000 0.0000 0.0000 Ke 0.0000 0.0000 0.0000 map_Ka 4096_earth.jpg map_Kd 4096_earth.jpg map_Ke 4096_night_lights.jpg map_bump 4096_bump.jpg bump 4096_bump.jpg newmtl 02_Default Ns 10.0000 Ni 1.5000 d 1.0000 Tr 0.0000 Tf 1.0000 1.0000 1.0000 illum 2 Ka 0.5882 0.5882 0.5882 Kd 0.5882 0.5882 0.5882 Ks 0.0000 0.0000 0.0000 Ke 0.0000 0.0000 0.0000 map_Ka 4096_earth.jpg map_Kd 4096_earth.jpg map_d 4096_earth.jpg现在我们将添加Model组件，如下面的代码所示：lit属性指定网格中使用的材料应使用Phong shading处理灯。同时，也不要忘了从react-vr中导入Model组件：import .Model,from react-vr;GitChat但是，如果我们只将该组件添加到我们的应用程序中，则不会显示任何内容。我们首先需要添加一个光源。React VR 有四种光源类型：AmbientLight表示全方位，固定强度和固定颜色的光源，可以均匀地影响场景中的所有对象。DirectionalLight表示从指定方向平均照亮所有物体的光源。PointLight 代表光的起源来源于一个点，并向各个方向传播。SpotLight 代表光的起源来源于一个点，并以锥形向外扩散。您可以尝试所有类型的灯光，看看哪一个可以为您带来最佳效果。在这种情况下，我们将使用强度值为2.6的AmbientLight：import React from react;import AppRegistry,asset,StyleSheet,Pano,Text,View,Model,AmbientLight,from react-vr;class EarthMoonVR extends React.Component render()return(.);AppRegistry.registerComponent(EarthMoonVR,()=EarthMoonVR);接下来，我们需要给我们的模型一些用于放置、大小、和旋转的样式属性。通过尝试不同的值，我想出了以下配置：GitChatclass EarthMoonVR extends React.Component render()return(.);AppRegistry.registerComponent(EarthMoonVR,()=EarthMoonVR);Transforms被表示为一个样式对象中的对象数组，请记住它们最后被应用的单位是米。translate将您的模型的位置转换为x，y，z空间，scale给您的模型一个大小，并根据提供的度数绕轴旋转。这是效果图：GitChat这个地球模型可以应用多个纹理。默认情况下它带 clouds 纹理，但是我们可以通过用4096_earth.jpg替换最后三行中的4096_clouds.jpg来更改.mtl文件中的内容：#3ds Max Wavefront OBJ Exporter v0.97b-(c)2007 guruware#File Created:25.01.2016 02:22:51 newmtl 01_Default .newmtl 02_Default .map_Ka 4096_earth.jpg map_Kd 4096_earth.jpg map_d 4096_earth.jpg效果图如下：GitChat顺便说一下，如果您的模型不带有.mtl文件，React VR允许您通过下面的代码指定纹理：我们对月球模型做同样的操作，将纹理的路径修复到.mtl文件中，并尝试使用不同的比例和放置值。您不需要添加另一个光源，AmbientLight将适用于两种模型。这是我想出的月球模型的代码：render()return(.);GitChat效果图：如果你想在WebVR上下文中了解更多关于360度全景图的信息，你可以查看the developerdocumentation at Oculus这篇文章。现在，我们一起来为模型添加动画。模型动画化React VR 有一个 动画库来以简单的方式组合一些类型的动画。在这个时候，只有几个组件可以自己动画(View 使用 Animated.View,Text 使用Animated.Text,Image 使 用 Animated.Image).这 个 文 档 提 醒 你 可 以 通 过createAnimatedComponent来创建更多的动画，但是目前为止还找不到更多的相关信息。另位一种选择是使用requestAnimationFrame,它是基于JavaScript动画API的重要组成部分。那么我们可以做的就是要有一个状态属性来表示两个模型的Y轴上的旋转值（在月球模型上，为了使它变慢让旋转是地球旋转的三分之一）：class EarthMoonVR extends React.Component constructor()super();this.state=rotation:130,;GitChat render()return(.);现在我们来编写一个rotate函数，它将通过requestAnimationFrame函数调用每一帧，在一定时间基础上更新旋转：class EarthMoonVR extends React.Component constructor()super();this.state=rotation:130,;this.lastUpdate=Date.now();this.rotate=this.rotate.bind(this);GitChat rotate()const now=Date.now();const delta=now-this.lastUpdate;this.lastUpdate=now;this.setState(rotation:this.state.rotation+delta/150 );this.frameHandle=requestAnimationFrame(this.rotate);.幻数 150 只 是 控 制 旋 转 速 度（这 个 数 字 越 大，旋 转 速 度 越 慢）。我 们 保 存由requestAnimationFrame返 回 的 处 理 程 序，以 便 当 组 件 卸 载 并 启 动componentDidMount上的旋转动画时，我们可以取消动画：class EarthMoonVR extends React.Component constructor()super();this.state=rotation:130,;this.lastUpdate=Date.now();this.rotate=this.rotate.bind(this);componentDidMount()this.rotate();componentWillUnmount()if(this.frameHandle)cancelAnimationFrame(this.frameHandle);this.frameHandle=null;rotate()const now=Date.now();const delta=now-this.lastUpdate;this.lastUpdate=now;this.setState(rotation:this.state.rotation+delta/150 );this.frameHandle=requestAnimationFrame(this.rotate);GitChat .这是效果图（你可能没有注意到，但是月亮旋转得很慢）：现在让我们来添加一些button来增加一些交互。添加button并设置样式为 我 们 的 button 创 建 一 个 新 的 组 件。在 实 际 开 发 中，我 们 也 能 使 用View 或者VrButton，这俩都能设置像onEnter一样的有效的事件来达到我们的目的。然而，我们将使用VrButton，因为它有和其他组件不一样的状态机，并且很方便的添加onClick 和 onLongClick事件。同时，我们为了让button外观更好看一些，我们将使用StyleSheet 来创建一个样式对象，并通过一个样式ID来对button进行引用。下面是button.js的内容：import React from react;import StyleSheet,Text,VrButton,from react-vr;export default class Button extends React.Component constructor()GitChat super();this.styles=StyleSheet.create(button:margin:0.05,height:0.4,backgroundColor:red,text:fontSize:0.3,textAlign:center,);render()return(this.props.callback()this.props.text );一个VrButton没有外观效果，因此我们必须给它添加样式。它也可以包装一个Image或Text组件。当点击这个button时，我们可以给它传递一个事件函数来接收点击事件。现在在我们的根组件中，我们倒入Button 组件并且在render函数中，如下所示添加两个Button。.import Button from./button.js;class EarthMoonVR extends React.Component .render()return(.GitChat .);这两个Button在被触发时将会改变模型的Z坐标值并进行相应的缩放。因此，我们添加一个zoom状态机变量值，让它的初始值为-70（地球的Z轴值），当我们点击+和-时会增加和减少 zoom的值。class EarthMoonVR extends React.Component constructor()super();this.state=rotation:130,zoom:-70,;.render()return(.this.setState(prevState)=(zoom:prevState.zoom+10)/this.setState(prevState)=(zoom:prevState.zoom-10)/GitChat );现在我们通过StyleSheet.create来给包含两个Button的View添加flexbox布局样式。class EarthMoonVR extends React.Component constructor()super();.this.styles=StyleSheet.create(menu:flex:1,flexDirection:column,width:1,alignItems:stretch,transform:translate:2,2,-5,);.render()return(.this.setState(prevState)=(zoom:prevState.zoom+10)/this.setState(prevState)=(zoom:prevState.zoom-10)/.GitChat );在flexbox布局中，子组件会通过flexDirection:column属性值垂直布局，通过flexDirection:row属性值水平布局。在这个案例中，flex设置为1代表两个button大 小 一 样，flexDirection设 置 为column代 表 两 个 button 从 上 往 下 排列。alignItems的值为stretch代表两个Button和父视图宽度一样。看 看 this page on the React Native documentation 和 this one on the React VRdocumentation 这两篇文章来了解更多关于flexbox布局的相关知识。最后，我们可以从render函数中将天空盒的图片移除，以便render中的代码看起来不至于那么拥挤：import React from react;import AppRegistry,asset,StyleSheet,Pano,Text,View,Model,AmbientLight,from react-vr;import Button from./button.js;class EarthMoonVR extends React.Component constructor()super();this.state=rotation:130,zoom:-70,;this.lastUpdate=Date.now();this.spaceSkymap=./static_assets/space_right.png,./static_assets/space_left.png,./static_assets/space_up.png,./static_assets/space_down.png,./static_assets/space_back.png,./static_assets/space_front.png ;this.styles=StyleSheet.create(menu:flex:1,flexDirection:column,GitChat width:1,alignItems:stretch,transform:translate:2,2,-5,);this.rotate=this.rotate.bind(this);componentDidMount()this.rotate();componentWillUnmount()if(this.frameHandle)cancelAnimationFrame(this.frameHandle);this.frameHandle=null;rotate()const now=Date.now();const delta=now-this.lastUpdate;this.lastUpdate=now;this.setState(rotation:this.state.rotation+delta/150 );this.frameHandle=requestAnimationFrame(this.rotate);render()return(this.setState(prevState)=(zoom:prevState.zoom+10)/this.setState(prevState)=(zoom:prevState.zoom-10)/);AppRegistry.registerComponent(EarthMoonVR,()=EarthMoonVR);如果我们测试这个应用程序，我们将看到两个button均触发了相关事件。总结GitChatReact Native 是基于React的一个移动端的JavaScrpit库，而React VR又是基于React Native的适用于虚拟现实的JavaScrpit库。React VR允许我们快速方便的创建VR体验。有很多相关的社区，如A-Frame和React VR 中文网。如果你想在App中制作360度的VR全景效果，并且如果你了解ReactReact Native，那么React VR是非常不错的选择。记住，你能够从GitHub下载本篇文章中的源码。谢谢阅读！GitChat