HTC Vive 開發方案：OpenVR 簡介

Heresy 之前已經在《HTC Vive Pre 使用感想》裡，針對 HTC Vive Pre 的開箱文、到使用感想，做了一定的整理。而中間也有提過，Heresy 也有試著用 Valve 提供的 SDK、OpenVR 來開發程式了；這篇基本上算是紀錄一下 Heresy 目前對 OpenVR 的感想。

首先，OpenVR 目前支援 Windows、Linux 以及 Mac OS X 32，相關的檔案都放在 GitHub 上了，他的連結是：

https://github.com/ValveSoftware/openvr

而在要開始之前，要先講一下一件最重要的事，那就是：

OpenVR 雖然掛著「open」這個字，但是他並不是開放原始碼的專案！

他基本上，只是提供一個 API，然後提供自己針對 SteamVR 的實作（這部分只有 binary），所以，一般人沒辦法知道它的內部是怎麼做的，也沒辦法自己 debug。

相較之下，由 Razer 主導的 OSVR（Open Source Virtual Reality、官網）才算是真正「open」的環境…

另外他目前的版本編號，個人覺得有點混亂…

官方號稱是 1.0.0（連結）了，但是根據 GitHub 的紀錄，最新的卻應該是 0.9.21（兩邊的檔案都一樣、修改紀錄還一樣…）；所以，看來應該是直接跳到 1.0 了吧…

不過，雖然官方號稱是 1.0 的正式版了，但是應該還有不少問題還沒修，至少 Heresy 自己也採到的問題（參考），並沒有修掉…文件也還不算完整。

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總之，還是大概來看一下。官方的文件是：https://github.com/ValveSoftware/openvr/wiki/API-Documentation，基本上並沒有 tutorial 似的教學，所以還是得參考範例程式來看。（而且內容和實際的 API 還有不一樣的地方… orz）

OpenVR 所提供的基本上是 C++ 的 API，使用時須要引入「openvr.h」這個檔案，而裡面的東西使用的 namespace 是「vr」；在建置的時候，則是要連結 openvr_api.lib 這個 Lib 檔。

而他主要的介面（Interface），則包括了：

• IVRSystem（文件）

  IVRSystem 算是 OpenVR 環境下最基本的東西，要撰寫 OpenVR 的程式，一定要去初始化他；之後要取得控制器的狀態、以及其他相關的系統資訊，也都是要透過這個介面。

  實際要使用的時候，基本上就是先透過 vr::VR_Init() 這個函式來做初始化、並取得 vr::IVRSystem 的指標，之後再做後續的操作（話說，實際上的界面和官方文件的已經不同了…）；而最後結束時，再呼叫 vr::VR_Shutdown() 來把整個環境關閉。

• IVRCompositor（文件）

  輸出 OpenGL 或 Direct3D 所繪製的 3D 內容的介面，透過texture 接受繪製好的左右兩眼的畫面，並顯示在頭戴顯示器內。

  它的操作邏輯，基本上就是在主迴圈中：

  1. 呼叫 WaitGetPoses() 來取得 VR 相關裝置的位置資訊
  2. 根據現有的資料繪製左右兩眼的畫面
  3. 修正鏡片造成的影響（distortion）
  4. Submit 左右兩眼的畫面給 IVRCompositor

  針對這部分，官方有提供「hello_opengl」這個範例（連結）可以作為參考。他這邊是使用 SDL 來作為 OpenGL 的框架；其中對於 OpenGL 初學者來說比較麻煩的，應該會是他計算 distortion 的部分一定得用到 shader 才行…

• IVROverlay（文件）

  2D 內容的控制，可以想成浮在空中的一個平面；這個平面的位置，可以是絕對位置，或是相對於控制器／頭戴顯示器的位置。它的用途主要應該是用來呈現圖形介面、或是簡單的資訊。

  在使用時，則是先要透過 CreateOverlay() 這個函式，來建立一個 overlay，並使用 VROverlayHandle_t 來做之後的操作、管理；而在建立好之後，必要的動作基本上還包括了設定他的大小、設定他在空間中的位置、設定內容、顯示狀態。之後，如果有更新，就在去更新圖片的內容即可。

  另外， IVROverlay 也提供了簡單的事件管理，可以把控制器當作滑鼠來操作。

  這部分的範例程式，可以參考官方的「helloworldoverlay」（連結），它裡面是使用 QT5 作為圖形介面，並透過 OpenGL Texture 的形式、來更新 OpenVR overlay 的內容。

• IVRChaperone（文件）

  存取 Chaperone、也就是環境的空間資訊。不過 Heresy 還沒研究過，官方似乎也沒對應的範例。

• IVRRenderModels（文件）

  取得用來繪製的 VR 裝置 3D 模型，在「hello_opengl」這個範例（連結）中也有用到。

當然，實際上 OpenVR 裡面還有很多其他的介面，但是不要說範例了，有的連官方都不見得有文件了，看來要用可能也只能看 Header 檔的註解了…

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而目前 Heresy 也已經算是寫了幾個範例、並把本來的 OpenGL 程式成功地加入 OpenVR 的功能了；不過，都還只是顯示的部分而已，不包含控制和介面的部分。

至於目前的感想呢…這邊大概列一下：

• 官方資源不足，不管是文件還是範例，都相當不足，而且內容甚至有錯誤；再加上沒有導引式的教學，要上手應該相對有點難度。

• 某方面來說，SDK 本身是給開發 3D Graphics 的人用的，所以如果對 shader-based 的 OpenGL 或 Direct 3D 不熟的人來說，應該很難上手。

  • 像是在計算 distortion 的時候，由於他除了計算形變之外，還會去計算 RGB 三色個別的位移，不用 shader 寫、而用 CPU 算的話，應該會對效能造成一定的影響…

• 程式要很重視效能、FPS 絕對要夠高，否則視覺效果會非常地糟糕；而如果 FPS 低到一定程度，甚至會沒辦法顯示。

  • 由於透過 OpenVR 取得的攝影機位置，基本上包含了「預估」的成分在裡面，所以如果繪製的速度太慢，繪製的角度和頭真正的角度會有不同，甚至會造成畫面感覺是在抖動／跳動，感覺會很糟。

  • Heresy 這邊用於科學視算的程式，由於資料量太大，基本上也只能勉強在效能底線內了…說實話，體驗不算好。

簡單講，Heresy 不認為現在的 OpenGL / Direct 3D 會是一般的開發者會去直接碰的東西，連帶的 OpenVR 也不是很合適…因為，他們都相對太低階了、太底層了。

真要開發，或許還是直接用 Unreal 或 Unity 這類的遊戲引擎，會比較合適吧？

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會不會有後續的文章？Heresy 只能說，應該不會去寫像是 OpenNI 或 Kinect for Windows SDK v2 這類的完整教學了，頂多零星地寫一些個別的東西吧…畢竟，真要寫下去，應該得花一堆時間弄 OpenGL 了…

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