元宇宙(Metaverse),是人类运用数字技术构建的,由现实世界映射或超越现实世界,可与现实世界交互的虚拟世界,具备新型社会体系的数字生活空间。
可见元宇宙第一步是创建专属虚拟形象,但创建3D虚拟形象需要3D基础知识。对于大部分android
开发者(包括我本人)来说没有这方面的积累。难道因此我们就难以进入元宇宙的世界吗?不,今天我们借助即构平台提供的Avatar SDK,只要有Android
基础即可进入最火的元宇宙世界!先看效果:
上面gif被压缩的比较狠,这里放一张截图:
1 免费注册即构开发者
前往即构控制台网站:https://console.zego.im/注册开发者账户。注册成功后,创建项目:
控制台中可以得到AppID和AppSign两个数据,这两个数据是重要凭证,后面会用到。
由于我们用到了即构的Avatar
功能,但目前官方没有提供线上自动开启方式,需要主动找客服申请(当然,这是免费的),只需提供自己项目的包名,即可开通Avatar权限。打开https://doc-zh.zego.im/article/15206右下角有“联系我们”
,点击即可跟客服申请免费开通权限。
注意,如果不向客服申请Avatar
权限,调用AvatarSDK
会失败!
2 准备开发环境
前往即构官方元宇宙开发SDK网站https://doc-zh.zego.im/article/15302下载SDK,得到如下文件列表:
接下来过程如下:
- 打开
SDK
目录,将里面的ZegoAvatar.aar
拷贝至app/libs
目录下。 - 添加
SDK
引用。打开app/build.gradle
文件,在dependencies
节点引入libs
下所有的jar
和aar
:
dependencies {
implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar', "*.aar"]) //通配引入
//其他略
}
- 设置权限。根据实际应用需要,设置应用所需权限。进入
app/src/main/AndroidManifest.xml
文件,添加权限。
<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO" />
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
<uses-permission android:name="android.permission.MODIFY_AUDIO_SETTINGS" />
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />
<uses-feature
android:glEsVersion="0x00020000"
android:required="true" />
<uses-feature android:name="android.hardware.camera" />
<uses-feature android:name="android.hardware.camera.autofocus" />
因为
Android 6.0
在一些比较重要的权限上要求必须申请动态权限,不能只通过AndroidMainfest.xml
文件申请静态权限。具体动态请求权限代码可看附件源码。
3 导入资源
上一小节下载的zip
文件中,有个assets
目录。里面包含了Avatar
形象相关资源,如:衣服、眉毛、鞋子等。这是即构官方免费提供的资源,可以满足一般性需求了。当然了,如果想要自己定制资源也是可以的。assets
文件内容如下:
资源名称 | 说明 |
---|---|
AIModel.bundle | Avatar 的 AI 模型资源。当使用表情随动、声音随动、AI 捏脸等能力时,必须先将该资源的绝对路径设置给 Avatar SDK。 |
base.bundle | 美术资源,包含基础 3D 人物模型资源、资源映射表、人物模型默认外形等。 |
Packages | 美妆、挂件、装饰等资源。 每个资源 200 KB ~ 1 MB 不等,跟资源复杂度相关。 |
注意:由于资源文件很大,上面下载的美术资源只包含少量必须资源。如果需要全部资源,可以去官网找客服索要:https://doc-zh.zego.im/article/14882
上面的文件需要存放到Android
本地SDCard
上,这里有2个方案可供参考:
- 方案一: 将资源先放入到
app/src/assets
目录内,然后在app启动时,自动将assets的内容拷贝到SDcard
中。 - 方案二: 将资源放入到服务器端,运行时自动从服务器端下载。
为了简单起见,我们这里采用方案一。参考代码如下, 详细代码可以看附件:
AssetsFileTransfer.copyAssetsDir2Phone(this.getApplication(),
"AIModel.bundle", "assets");
AssetsFileTransfer.copyAssetsDir2Phone(this.getApplication(),
"base.bundle", "assets");
AssetsFileTransfer.copyAssetsDir2Phone(this.getApplication(),
"Packages", "assets");
4 创建虚拟形象
创建虚拟形象本质上来说就是调用即构的Avatar SDK
,其大致流程如下:
接下来我们逐步实现上面流程。
需要注意的是,上面示意图中采用的是AvatarView,可以非常方便的直接展示Avatar形象,但是不方便后期将画面通过RTC实时传递, 因此,我们后面的具体实现视通过TextureView替代AvatarView。
4.1 申请权鉴
这里再次强调一下,一定要打开https://doc-zh.zego.im/article/15206点击右下角有“联系我们”
,向客服申请免费开通Avatar权限。否则无法使用Avatar SDK
。
申请权鉴代码如下:
public class KeyCenter {
// 控制台地址: https://console.zego.im/dashboard
public static long APP_ID = 这里值可以在控制台查询,参考第一节; //这里填写APPID
public static String APP_SIGN = 这里值可以在控制台查询,参考第一节;
// 鉴权服务器的地址
public final static String BACKEND_API_URL = "https://aieffects-api.zego.im?Action=DescribeAvatarLicense";
public static String avatarLicense = null;
public static String getURL(String authInfo) {
Uri.Builder builder = Uri.parse(BACKEND_API_URL).buildUpon();
builder.appendQueryParameter("AppId", String.valueOf(APP_ID));
builder.appendQueryParameter("AuthInfo", authInfo);
return builder.build().toString();
}
public interface IGetLicenseCallback {
void onGetLicense(int code, String message, ZegoLicense license);
}
/**
* 在线拉取 license
* @param context
* @param callback
*/
public static void getLicense(Context context, final IGetLicenseCallback callback) {
requestLicense(ZegoAvatarService.getAuthInfo(APP_SIGN, context), callback);
}
/**
* 获取license
* */
public static void requestLicense(String authInfo, final IGetLicenseCallback callback) {
String url = getURL(authInfo);
HttpRequest.asyncGet(url, ZegoLicense.class, (code, message, responseJsonBean) -> {
if (callback != null) {
callback.onGetLicense(code, message, responseJsonBean);
}
});
}
public class ZegoLicense {
@SerializedName("License")
private String license;
public String getLicense() {
return license;
}
public void setLicense(String license) {
this.license = license;
}
}
}
在获取Lincense时,只需调用getLicense
函数,例如在Activity
类中只需如下调用:
KeyCenter.getLicense(this, (code, message, response) -> {
if (code == 0) {
KeyCenter.avatarLicense = response.getLicense();
showLoading("正在初始化...");
avatarMngr = AvatarMngr.getInstance(getApplication());
avatarMngr.setLicense(KeyCenter.avatarLicense, this);
} else {
toast("License 获取失败, code: " + code);
}
});
4.2 初始化AvatarService
初始化AvatarService过程比较漫长(可能要几秒),通过开启worker线程后台加载以避免主线程阻塞。因此我们定义一个回调函数,待完成初始化后回调通知:
public interface OnAvatarServiceInitSucced {
void onInitSucced();
}
public void setLicense(String license, OnAvatarServiceInitSucced listener) {
this.listener = listener;
ZegoAvatarService.addServiceObserver(this);
String aiPath = FileUtils.getPhonePath(mApp, "AIModel.bundle", "assets"); // AI 模型的绝对路径
ZegoServiceConfig config = new ZegoServiceConfig(license, aiPath);
ZegoAvatarService.init(mApp, config);
}
@Override
public void onStateChange(ZegoAvatarServiceState state) {
if (state == ZegoAvatarServiceState.InitSucceed) {
Log.i("ZegoAvatar", "Init success");
// 要记得及时移除通知
ZegoAvatarService.removeServiceObserver(this);
if (listener != null) listener.onInitSucced();
}
}
这里setLicense
函数内完成初始化AvatarService
,初始化完成后会回调onStateChange函数。但是要注意,在初始化之前必须把资源文件拷贝到本地SDCard,即完成资源导入:
private void initRes(Application app) {
// 先把资源拷贝到SD卡,注意:线上使用时,需要做一下判断,避免多次拷贝。资源也可以做成从网络下载。
if (!FileUtils.checkFile(app, "AIModel.bundle", "assets"))
FileUtils.copyAssetsDir2Phone(app, "AIModel.bundle", "assets");
if (!FileUtils.checkFile(app, "base.bundle", "assets"))
FileUtils.copyAssetsDir2Phone(app, "base.bundle", "assets");
if (!FileUtils.checkFile(app, "human.bundle", "assets"))
FileUtils.copyAssetsDir2Phone(app, "human.bundle", "assets");
if (!FileUtils.checkFile(app, "Packages", "assets"))
FileUtils.copyAssetsDir2Phone(app, "Packages", "assets");
}
4.3 创建虚拟形象
前面在https://doc-zh.zego.im/article/15302下载SDK
包含了helper
目录,这个目录里面有非常重要的两个文件:
其中ZegoCharacterHelper
文件是个接口定义类,即虽然是个类,但具体的实现全部在ZegoCharacterHelperImpl
中。我们先一睹为快,看看ZegoCharacterHelper
包含了哪些可处理的属性:
public class ZegoCharacterHelper {
public static final String MODEL_ID_MALE = "male";
public static final String MODEL_ID_FEMALE = "female";
//****************************** 捏脸维度的 key 值 ******************************/
public static final String FACESHAPE_BROW_SIZE_Y = "faceshape_brow_size_y";// 眉毛厚度, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_BROW_SIZE_X = "faceshape_brow_size_x";// 眉毛长度, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_BROW_ALL_Y = "faceshape_brow_all_y";// 眉毛高度, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_BROW_ALL_ROLL_Z = "faceshape_brow_all_roll_z";// 眉毛旋转, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_EYE_SIZE = "faceshape_eye_size"; // 眼睛大小, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_EYE_SIZE_Y = "faceshape_eye_size_y";
public static final String FACESHAPE_EYE_ROLL_Y = "faceshape_eye_roll_y";// 眼睛高度, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_EYE_ROLL_Z = "faceshape_eye_roll_z";// 眼睛旋转, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_EYE_X = "faceshape_eye_x";// 双眼眼距, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_NOSE_ALL_X = "faceshape_nose_all_x";// 鼻子宽度, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_NOSE_ALL_Y = "faceshape_nose_all_y";// 鼻子高度, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_NOSE_SIZE_Z = "faceshape_nose_size_z";
public static final String FACESHAPE_NOSE_ALL_ROLL_Y = "faceshape_nose_all_roll_y";// 鼻头旋转, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_NOSTRIL_ROLL_Y = "faceshape_nostril_roll_y";// 鼻翼旋转, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_NOSTRIL_X = "faceshape_nostril_x";
public static final String FACESHAPE_MOUTH_ALL_Y = "faceshape_mouth_all_y";// 嘴巴上下, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_LIP_ALL_SIZE_Y = "faceshape_lip_all_size_y";// 嘴唇厚度, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_LIPCORNER_Y = "faceshape_lipcorner_y";// 嘴角旋转, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_LIP_UPPER_SIZE_X = "faceshape_lip_upper_size_x"; // 上唇宽度, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_LIP_LOWER_SIZE_X = "faceshape_lip_lower_size_x"; // 下唇宽度, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_JAW_ALL_SIZE_X = "faceshape_jaw_all_size_x";// 下巴宽度, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_JAW_Y = "faceshape_jaw_y";// 下巴高度, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
public static final String FACESHAPE_CHEEK_ALL_SIZE_X = "faceshape_cheek_all_size_x";// 脸颊宽度, 取值范围0.0-1.0,默认值0.5
//其他函数略
}
可以看到,上面数据基本包含所有人脸属性了,基本具备了捏脸能力,篇幅原因,我们这里不具体去实现。有这方面需求的读者,可以通过在界面上调整上面相关属性来实现。
接下来我们开始创建虚拟形象,首先创建一个User实体类:
public class User {
public String userName; //用户名
public String userId; //用户ID
public boolean isMan; //性别
public int width; //预览宽度
public int height; //预览高度
public int bgColor; //背景颜色
public int shirtIdx = 0; // T-shirt资源id
public int browIdx = 0; //眉毛资源id
public User(String userName, String userId, int width, int height) {
this.userName = userName;
this.userId = userId;
this.width = width;
this.height = height;
this.isMan = true;
bgColor = Color.argb(255, 33, 66, 99);
}
}
示例作用,为了简单起见,我们这里只针对眉毛和衣服资源做选取。接下来创建一个Activity:
public class AvatarActivity extends BaseActivity {
private int vWidth = 720;
private int vHeight = 1080;
private User user = new User("C_0001", "C_0001", vWidth, vHeight);
private TextureView mTextureView; //用于显示Avatar形象
private AvatarMngr mAvatarMngr; // 用于维护管理Avatar
private ColorPickerDialog colorPickerDialog; //用于背景色选取
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_avatar);
// ....
// 其他初始化界面相关代码略...
// ....
user.isMan = true;
mTextureView = findViewById(R.id.avatar_view);
mZegoMngr = ZegoMngr.getInstance(getApplication());
// 开启虚拟形象预览
mAvatarMngr.start(mTextureView, user);
}
最后一行代码中开启了虚拟形象预览,那么这里开启虚拟形象预览具体做了哪些工作呢?show me the code:
public class AvatarMngr implements ZegoAvatarServiceDelegate, RTCMngr.CaptureListener {
private static final String TAG = "AvatarMngr";
private static AvatarMngr mInstance;
private boolean mIsStop = false;
private User mUser = null;
private TextureBgRender mBgRender = null;
private OnAvatarServiceInitSucced listener;
private ZegoCharacterHelper mCharacterHelper;
private Application mApp;
public interface OnAvatarServiceInitSucced {
void onInitSucced();
}
public void setLicense(String license, OnAvatarServiceInitSucced listener) {
this.listener = listener;
ZegoAvatarService.addServiceObserver(this);
String aiPath = FileUtils.getPhonePath(mApp, "AIModel.bundle", "assets"); // AI 模型的绝对路径
ZegoServiceConfig config = new ZegoServiceConfig(license, aiPath);
ZegoAvatarService.init(mApp, config);
}
public void stop() {
mIsStop = true;
mUser = null;
stopExpression();
}
public void updateUser(User user) {
mUser = user;
if (user.shirtIdx == 0) {
mCharacterHelper.setPackage("m-shirt01");
} else {
mCharacterHelper.setPackage("m-shirt02");
}
if (user.browIdx == 0) {
mCharacterHelper.setPackage("brows_1");
} else {
mCharacterHelper.setPackage("brows_2");
}
}
/**
* 启动Avatar,调用此函数之前,请确保已经调用过setLicense
*
* @param avatarView
*/
public void start(TextureView avatarView, User user) {
mUser = user;
mIsStop = false;
initAvatar(avatarView, user);
startExpression();
}
private void initAvatar(TextureView avatarView, User user) {
String sex = ZegoCharacterHelper.MODEL_ID_MALE;
if (!user.isMan) sex = ZegoCharacterHelper.MODEL_ID_FEMALE;
// 创建 helper 简化调用
// base.bundle 是头模, human.bundle 是全身人模
mCharacterHelper = new ZegoCharacterHelper(FileUtils.getPhonePath(mApp, "human.bundle", "assets"));
mCharacterHelper.setExtendPackagePath(FileUtils.getPhonePath(mApp, "Packages", "assets"));
// 设置形象配置
mCharacterHelper.setDefaultAvatar(sex);
updateUser(user);
// 获取当前妆容数据, 可以保存到用户资料中
String json = mCharacterHelper.getAvatarJson();
}
// 启动表情检测
private void startExpression() {
// 启动表情检测前要申请摄像头权限, 这里是在 MainActivity 已经申请过了
ZegoAvatarService.getInteractEngine().startDetectExpression(ZegoExpressionDetectMode.Camera, expression -> {
// 表情直接塞给 avatar 驱动
mCharacterHelper.setExpression(expression);
});
}
// 停止表情检测
private void stopExpression() {
// 不用的时候记得停止
ZegoAvatarService.getInteractEngine().stopDetectExpression();
}
// 获取到 avatar 纹理后的处理
public void onCaptureAvatar(int textureId, int width, int height) {
if (mIsStop || mUser == null) { // rtc 的 onStop 是异步的, 可能activity已经运行到onStop了, rtc还没
return;
}
boolean useFBO = true;
if (mBgRender == null) {
mBgRender = new TextureBgRender(textureId, useFBO, width, height, Texture2dProgram.ProgramType.TEXTURE_2D_BG);
}
mBgRender.setInputTexture(textureId);
float r = Color.red(mUser.bgColor) / 255f;
float g = Color.green(mUser.bgColor) / 255f;
float b = Color.blue(mUser.bgColor) / 255f;
float a = Color.alpha(mUser.bgColor) / 255f;
mBgRender.setBgColor(r, g, b, a);
mBgRender.draw(useFBO); // 画到 fbo 上需要反向的
ZegoExpressEngine.getEngine().sendCustomVideoCaptureTextureData(mBgRender.getOutputTextureID(), width, height, System.currentTimeMillis());
}
@Override
public void onStartCapture() {
if (mUser == null) return;
// // 收到回调后,开发者需要执行启动视频采集相关的业务逻辑,例如开启摄像头等
AvatarCaptureConfig config = new AvatarCaptureConfig(mUser.width, mUser.height);
// // 开始捕获纹理
mCharacterHelper.startCaptureAvatar(config, this::onCaptureAvatar);
}
@Override
public void onStopCapture() {
mCharacterHelper.stopCaptureAvatar();
stopExpression();
}
private void initRes(Application app) {
// 先把资源拷贝到SD卡,注意:线上使用时,需要做一下判断,避免多次拷贝。资源也可以做成从网络下载。
if (!FileUtils.checkFile(app, "AIModel.bundle", "assets"))
FileUtils.copyAssetsDir2Phone(app, "AIModel.bundle", "assets");
if (!FileUtils.checkFile(app, "base.bundle", "assets"))
FileUtils.copyAssetsDir2Phone(app, "base.bundle", "assets");
if (!FileUtils.checkFile(app, "human.bundle", "assets"))
FileUtils.copyAssetsDir2Phone(app, "human.bundle", "assets");
if (!FileUtils.checkFile(app, "Packages", "assets"))
FileUtils.copyAssetsDir2Phone(app, "Packages", "assets");
}
@Override
public void one rror(ZegoAvatarErrorCode code, String desc) {
Log.e(TAG, "errorcode : " + code.getErrorCode() + ",desc : " + desc);
}
@Override
public void onStateChange(ZegoAvatarServiceState state) {
if (state == ZegoAvatarServiceState.InitSucceed) {
Log.i("ZegoAvatar", "Init success");
// 要记得及时移除通知
ZegoAvatarService.removeServiceObserver(this);
if (listener != null) listener.onInitSucced();
}
}
private AvatarMngr(Application app) {
mApp = app;
initRes(app);
}
public static AvatarMngr getInstance(Application app) {
if (null == mInstance) {
synchronized (AvatarMngr.class) {
if (null == mInstance) {
mInstance = new AvatarMngr(app);
}
}
}
return mInstance;
}
}
以上代码完成了整个虚拟形象的创建,关键代码全部展示,如果还需要具体全部代码,直接从附件中下载即可。