写点什么

Rokid 手势识别技术深度解析:解锁 AR 无接触交互的核心秘密

作者:鸽芷咕
  • 2025-10-14
    湖北
  • 本文字数:6115 字

    阅读完需:约 20 分钟

Rokid 手势识别技术深度解析:解锁 AR 无接触交互的核心秘密

引言

在聊手势识别前,咱们先搞清楚:Rokid 是谁?它为啥能把 AR 手势做得这么自然?


Rokid 是国内 AR(增强现实)领域的“老兵”了,从 2014 年成立就盯着一个目标——让 AR 走进日常。你可能见过它的产品:能戴在脸上的“AR 眼镜”Max Pro、能揣在兜里的“AR 主机”Station 2、适合专业场景的“Station Pro”,这些设备不是用来“炫技”的,而是想让咱们摆脱手机、手柄的束缚,直接用手“摸”虚拟东西。



而手势识别,就是 Rokid 给 AR 设备装的“最自然的遥控器”——比如调大虚拟屏幕像捏橡皮一样捏合手指,翻页像翻书一样挥手。但不同设备、不同开发需求,需要搭配不同版本的 SDK(软件开发工具包),这就像“不同型号的手机要装对应版本的 APP”。


一、基础认知:先选对版本,避免开发走弯路

Rokid 手势识别技术随 SDK 版本迭代持续优化,不同版本适配的 Unity(开发工具)、设备、功能都不一样。咱们先看一张“版本适配表”,选对版本再动手:



举个例子:如果你的电脑装的是 Unity 2023,就选 UXR 3.0;如果用的是 2021 且只需要简单手势,UXR 2.0 更稳定(参考Rokid版本文档)。

二、技术拆解:Rokid 手势识别的“三阶段秘密”

不管是 UXR 2.0 还是 3.0,手势识别的核心逻辑都是“看得到手→认得出手势→跟得上手”,但 3.0 在每个阶段都做了优化。咱们一步步拆,全程不用复杂术语。


2.1 看得到手——Rokid 的“AR 专属眼睛”


要让设备“看见”手,那肯定要在算法和摄像头这方面下足功夫。Rokid 的 3D 手势算法在这个领域取得了关键性突破。在手势识别方面,只依赖一颗普通的 RGB 摄像头,无需复杂的多摄像头或 ToF(飞行时间)传感器。大大降低了硬件成本,同时保持了高精度和稳定性。


  1. 利用 AI 算法和深度学习模型,Rokid 的“AR 专属眼睛” 能实时捕捉手部的 3D 姿态信息,包括手部的 6DoF(六自由度)位置、26 个关节点的自由度(26DoF)以及 Hand Mesh(手部网格)信息。

  2. 在响应速度上,该算法在移动端实现了毫秒级的响应速度,单帧检测耗时低于 10 毫秒,识别准确率达到 99%,且深度估计误差小于 5 厘米。

  3. 并且该算法可以运行在多种硬件架构上,包括 CPU、GPU 和 NPU,适配高通、海思等主流平台


2.2 认得出手势——给手“画骨架”再判断

设备看清楚手后,下一步是“认出你在做什么手势”,核心是“标骨骼点→看姿势”,UXR 3.0 在分类精度上做了优化。


  1. 26 个骨骼点:给手“标关键位置”


你把手张开,Rokid 会在手上“标 26 个点点”,像医生画关节标记,每个点都有用:


  • 腕部(WRIST):确定手的“根在哪”,避免手移动判错位置;

  • 掌心(PALM):判断手“面朝设备还是背对设备”——掌心朝设备就是想“直接摸”;

  • 指尖(食指尖、拇指尖):判断“捏合”“点击”的关键,UXR 3.0 的骨骼点定位精度提升了 10%,指尖位置更准。


设备怎么找这些点?用“热力图回归”——给手画“热力图”,哪个位置亮,哪个就是骨骼点,比如食指尖是“亮斑”,直接找亮斑就行。



26 个节点,分别是手腕 WRIST,掌心 PALM,4 个掌骨(METACARPAL)节点,和 5 根手指关节节点,拇指从 CMC 指骨末节依次 MCP、IP、TIP 指尖,其他从 MCP 指骨末节依次 PIP、DIP、TIP 指尖。


  1. 手势分类:看“骨架姿势”下判断



有了骨骼点,设备就像“看姿势猜动作”,通过“点和点的关系”判断手势。咱们用表格总结常见手势,还标了版本优化:



比如你戴戒指捏合,UXR 3.0 能忽略戒指干扰,只要指尖距离够近就认“捏合”,不用“为了凑手势摘戒指”。

2.3 近/远场手势:实现 “距离一变,模式就换”

Rokid 将手势分为近场手势和远场手势:直接进行触碰互动的,称为近场手势;通过射线和锚点远距离操控的,是远场手势。近场手势和远场手势的切换,是通过手与互动物体的距离判定,这个值可以根据具体使用场景调节。默认设置是,手在距离互动物体 -0.02m ~ 0.04 m 范围内,是近场手势;超出则为远场。



在 UI 操作上 Rokid 通过 “近→触→压→抬” 四阶段交互反馈实现:默认时 UI 保持静止;手靠近进入 hover 状态,按钮向上抬动 “预告交互”;手指触摸时,按钮微变色、微缩放;按压到底,按钮高亮放大且触发 “Down” 音效;手抬起,按钮复原,“Up” 音效响起,完成点击。


2.4 跟得上手——快反应+低门槛

技术再厉害,手一动、虚拟东西半天才动就很糟;开发者要写几百行代码也没人用。Rokid 在“跟手”和“开发门槛”上做了很多优化,3.0 更突出。


  1. 快反应:手势和虚拟动作“同步”


你手一动,虚拟东西马上动,背后是两个关键优化:


  • 轻量化模型:把识别算法“压缩”——UXR 3.0 的模型比 2.0 小 30%,像大文件压成小文件,不占内存还跑得快,识别延迟从 120ms 降到 100ms(人眼几乎感觉不到);

  • 动态帧率调节:设备“看情况干活”——手不动时识别频率降为 20fps(省电量),手快速动时升为 30fps(不延迟),UXR 3.0 的帧率切换更平滑,不会卡顿。



  1. 低门槛:开发者不用“从零造轮子”


Rokid 把复杂技术封装成“现成工具”,不同版本的 SDK 导入和使用略有差异,咱们分版本说:



举个最简单的例子:开发者要实现“手势点击按钮变色”,不管 2.0 还是 3.0,都只要 3 步,3.0 还更简单:


  1. 拖“PointableUI”预制体到场景(2.0/3.0 都有);

  2. 在预制体里加个按钮;

  3. 写几行代码(如下),3.0 还能加“置信度判断”:


using UnityEngine;using UnityEngine.EventSystems;using UnityEngine.UI;using Rokid.UXR.Module; // 需导入命名空间
public class GestureBtn : MonoBehaviour, IPointerClickHandler{ private Image btnImg; void Start() { btnImg = GetComponent<Image>(); }
// 手势点击时触发 public void OnPointerClick(PointerEventData eventData) { // UXR 3.0新增:判断手势置信度,避免误点击 float confidence = GesEventInput.Instance.GetGestureConfidence(HandType.RightHand); if (confidence > 0.8f) { btnImg.color = Color.green; // 置信度>80%才变色 } }}
复制代码

三、实战:UXR 3.0 做“手势抓立方体”

3.1 全流程架构图(理解数据流向)

手势抓立方体的核心是「硬件采集→算法处理→SDK 分发→应用响应」,分版本数据流向差异如下(基于 Rokid AR Platform 架构简化):


3.2 前置准备:UXR 3.0 环境确认

硬件环境


为了顺利接入 UXR3.0 SDK,硬件环境要求如下:


  • 可进行 Unity 开发的 PC 设备:支持用于 Unity 开发的 Mac 或 Windows PC 设备。

  • 空间计算设备:配备 Rokid Station Pro/Rokid Station2 设备。

  • 眼镜设备:配备 Rokid Max Pro/Rokid Max/Rokid Max2 眼镜。


软件环境


作为专为 Unity 开发者打造的高级开发工具包,Rokid Unity OpenXR Plugin 要求开发者具备完整的 Unity 开发环境以及对应的 Android Build Support(包括 Android SDK、NDK 工具链和 OpenJDK)。具体版本要求如下:


  • Unity 开发环境:使用 Unity 2022 LTS 版本。

  • Android Build Support 环境:

  • Android SDK

  • NDK Tools

  • OpenJDK

  • 移动平台支持:Android Platform 号码应为 28 至 34。

  • 操作系统要求:YodaOS 系统版本不低于 v3.30.003-20250120-800201。


详细安装步骤这里可以参考官方文档 【一键直达】来一步步进行就好啦

3.3 步骤 1:场景搭建与 UXR 3.0 专属配置

3.3.1 添加核心组件

  1. 拖入交互预制体

  2. RKHand 预制体拖入场景,展开 RKHandRightHandInteractors,保留默认的 PokeInteractor(近场抓取)和 RayInteractor(远场射线),开启 **InteractorStateChange** 脚本(默认启用,支持自动远近场切换,也可后续自定义);

  3. 选中 RightHandInteractors 下的 InteractorStateChange,在 Inspector 面板设置:

  4. “Near Field Threshold”:0.8m(近场触发距离,可按需调整);

  5. “Gesture Confidence Filter”:0.8(过滤置信度<80%的手势,减少误判,UXR 3.0 新增)。

  6. 创建可抓取 Cube

  7. 右键创建 3D Object → Cube,命名“GrabCube”,配置参数:

  8. TransformPosition(0, 1.2, 0.8)(相机前方 0.8m,刚好触发近场)、Scale(0.2, 0.2, 0.2)

  9. 挂载组件:Box Collider(取消“Is Trigger”,确保交互碰撞)、RayInteractable(Rokid 专属交互组件,允许手势识别)。

  10. 开启骨骼可视化(调试必备):选中 RKHandRightHandRender,勾选 SkeletonLine 组件,设置“Line Color”为红色,运行后可直观看到手部 26 个骨骼点(对应 SkeletonIndexFlag 枚举,如掌心 PALM、食指尖 INDEX_FINGER_TIP)。

3.4 步骤 2:核心脚本开发

创建脚本 UXR3_GrabLogic,挂载到“GrabCube”上。核心逻辑:通过 GesEventInput 获取手势类型+置信度,结合骨骼点位置实现“捏合抓取→跟随→握拳释放”,融入 UXR 3.0 置信度过滤,避免误触发。


using Rokid.UXR.Module;using UnityEngine;
public class UXR3_GrabLogic : MonoBehaviour{ [Header("UXR 3.0 抓取配置")] public HandType targetHand = HandType.RightHand; // 目标手(默认右手) public float followSensitivity = 0.1f; // 跟随灵敏度(值越小越平缓) public float minConfidence = 0.8f; // 最小手势置信度(低于则不响应)
private bool isGrabbed = false; private Vector3 lastPalmPos; // 上一帧掌心位置(用于计算跟随位移) private MeshRenderer cubeRenderer; // 立方体渲染器(用于视觉反馈)
void Start() { // 初始化组件引用 cubeRenderer = GetComponent<MeshRenderer>(); cubeRenderer.material.color = Color.white; // 默认颜色
// 初始化掌心位置(获取掌心骨骼点,对应文档 SkeletonIndexFlag.PALM) if (GesEventInput.Instance.IsHandDataValid(targetHand)) { lastPalmPos = GesEventInput.Instance.GetSkeletonPose(SkeletonIndexFlag.PALM, targetHand).position; } }
void Update() { // 1. 校验手部数据有效性(UXR 3.0 新增接口,避免空引用) if (!GesEventInput.Instance.IsHandDataValid(targetHand)) { if (isGrabbed) ReleaseCube(); // 手部丢失时自动释放 return; }
// 2. 获取当前手势类型与置信度(UXR 3.0 核心接口) GestureType currentGes = GesEventInput.Instance.GetGestureType(targetHand); float currentConf = GesEventInput.Instance.GetGestureConfidence(targetHand);
// 3. 手势判断:置信度达标才执行逻辑 if (currentConf < minConfidence) return;
// 抓取:捏合手势(GestureType.Pinch) if (currentGes == GestureType.Pinch && !isGrabbed) { GrabCube(); } // 释放:握拳手势(GestureType.Grip) else if (currentGes == GestureType.Grip && isGrabbed) { ReleaseCube(); }
// 4. 抓取状态下:跟随掌心移动 if (isGrabbed) { FollowPalm(); // 调试:绘制掌心到食指尖的连线(直观查看骨骼点位置) DrawSkeletonDebugLine(); } }
/// <summary> /// 抓取立方体:改变颜色+标记状态 /// </summary> private void GrabCube() { isGrabbed = true; cubeRenderer.material.color = Color.red; Debug.Log($"抓取成功!手势置信度:{GesEventInput.Instance.GetGestureConfidence(targetHand):F2}"); // 更新初始掌心位置(避免抓取瞬间位移过大) lastPalmPos = GesEventInput.Instance.GetSkeletonPose(SkeletonIndexFlag.PALM, targetHand).position; }
/// <summary> /// 释放立方体:恢复颜色+重置状态 /// </summary> private void ReleaseCube() { isGrabbed = false; cubeRenderer.material.color = Color.white; Debug.Log("释放立方体"); }
/// <summary> /// 跟随掌心移动:基于掌心骨骼点位置计算位移 /// </summary> private void FollowPalm() { Vector3 currentPalmPos = GesEventInput.Instance.GetSkeletonPose(SkeletonIndexFlag.PALM, targetHand).position; // 计算位移=当前掌心位置 - 上一帧位置,乘以灵敏度 Vector3 moveDelta = (currentPalmPos - lastPalmPos) * followSensitivity; // 驱动物体移动 transform.position += moveDelta; // 更新上一帧位置 lastPalmPos = currentPalmPos; }
/// <summary> /// 调试:绘制掌心到食指尖的骨骼连线(红色) /// </summary> private void DrawSkeletonDebugLine() { Pose palmPose = GesEventInput.Instance.GetSkeletonPose(SkeletonIndexFlag.PALM, targetHand); Pose indexTipPose = GesEventInput.Instance.GetSkeletonPose(SkeletonIndexFlag.INDEX_FINGER_TIP, targetHand); Debug.DrawLine(palmPose.position, indexTipPose.position, Color.red); }}
复制代码

3.5 步骤 3:远近场控制

方案 1:保留默认自动切换(适合新手)

无需额外代码,InteractorStateChange 脚本会自动根据距离切换:


  • 手靠近 Cube(<0.8m):启用 PokeInteractor(近场抓取,Cube 变红跟随);

  • 手远离 Cube(>0.8m):启用 RayInteractor(远场射线,可点击 Cube 触发颜色变化)。

方案 2:自定义强制近场(适合特定场景)

若只需近场抓取,无需远场,可通过代码禁用远场组件:


UXR3_GrabLogicStart() 中添加:


// 找到右手的 RayInteractor(远场)并禁用var rayInteractor = GameObject.Find("RKHand/RightHandInteractors")?.GetComponent<RayInteractor>();if (rayInteractor != null) rayInteractor.enabled = false;
复制代码

3.6 步骤 4:运行测试与验证

  1. 设备连接:用 Type-C 线连接 Station Pro 与电脑,Unity 中选择“Build And Run”,安装 APK 到设备;

  2. 功能验证

  3. 骨骼可视化:戴眼镜后,右手伸出,可看到红色骨骼点连线;

  4. 抓取:右手捏合(置信度>80%),Cube 变红并跟随掌心移动;

  5. 释放:右手握拳,Cube 变白并停止跟随;

  6. 远近场切换(方案 1):手远离 Cube 到 1m 外,射线自动激活,点击 Cube 可触发颜色变化。

四、版本避坑指南:新手常遇问题

4.1 问题排查总流程图(先定位再解决)

4.2 高频问题明细


4.3 开发者论坛提问

如果以上方案都没有解决你的问题,你还可以前往 Rokid 官方论坛发帖提问,邀请论坛里的各路技术大神共同探讨,助力问题解决。


  • 访问https://forum.rokid.com/index;

  • 选择「技术求助」分类,标题格式:「【UXR X.0】+ 问题现象」(如「【UXR 3.0】Cube 不跟随手部」);

  • 内容需包含:Unity 版本、SDK 版本、设备型号、报错日志(从 Android Studio Logcat 导出)。


五、总结

拆解完技术后,你是不是发现 Rokid 手势识别的 “核心秘密” 其实很简单?Rokid 早已将复杂的底层技术 “化繁为简”,而剩下的无限可能,就全靠你的创意去延伸 —— 比如用手势轻松操控虚拟台灯,或是通过手势趣味玩转 AR 积木,让 AR 真正融入你的日常生活。现在就用 Rokid,去开发属于你的创意项目吧!




发布于: 刚刚阅读数: 3
用户头像

鸽芷咕

关注

还未添加个人签名 2023-11-08 加入

还未添加个人简介

评论

发布
暂无评论
Rokid 手势识别技术深度解析:解锁 AR 无接触交互的核心秘密_AR_鸽芷咕_InfoQ写作社区