HoverFit：在 WebXR 中将健身游戏化

• 第 1 部分：技术

了解 The Fitness Resort 如何利用 Wonderland Engine 创建 HoverFit， 克服 Unity 在网络性能上的限制。

Unity Web 的技术挑战 

WebXR 应用程序需要高性能渲染、低延迟和无缝交互，但现有的网络引擎并未以这些优先级构建。

Unity 网络性能 

The Fitness Resort 团队在开始使用 Unity HTML5（网络）导出开发他们的 VR 滑雪训练器时，很快遇到了主要的性能和工作流程瓶颈：

• 长迭代时间 – 要在浏览器中进行测试，他们不得不忍受长达 15 分钟或更长时间的等待，使得开发工作流程极其低效，因为预览无法运行 Unity HTML5 平台的 JavaScript 代码。

• 缓慢的 WebGL 性能 – 即使进行了大量手动优化，他们的 Unity WebGL 构建在实现所有关键游戏功能方面仍表现不佳。由于性能低下，他们无法启用抗锯齿，这对 VR 中的视觉质量产生了重大影响，在那里小幅度的头部运动会使锯齿线条变得非常明显。Unity 根本无法提供足够的处理能力来实现滑雪体验的最小原型。

• 有限的着色器和照明功能 – 高质量的视觉效果需要实时照明和复杂的着色器，但 Unity 的网络导出无法有效处理它们。

• 巨大的文件大小和长加载时间 – Unity 网络构建导致了过大的文件大小，即使是空白的启动项目也需要下载超过 25 MB。Unity 设计用于像 Steam、游戏机或应用商店等原生平台，用户习惯于在安装期间完全预加载应用程序。在网络上，用户期望应用程序按需流式传输。

从想法到现实：构建基于网络的 VR 健身平台 

VR 健身发展迅速，但要构建一个完全在网上运行的 VR 健身平台？这是一片未开发的领域。

2020 年，The Fitness Resort 的创始人 Yin-Chien “Yinch” Yeap 和前奥运滑雪运动员 Tim Dudgeon 开始探索 WebXR 的可能性。他们的愿景很有抱负：开发一个完全在网络浏览器中运行的 VR 滑雪训练器，同时提供与原生 XR 应用程序相同的性能和视觉保真度。

在使用 Wonderland Engine 成功开发 Ski Fit 365 后，他们看到了超越滑雪的潜力。对于 Tim 来说，这一愿景是个人化的——作为一名专业运动员，他知道传统健身房锻炼有多么乏味。他们决定将其提升到下一个水平，开发 HoverFit，一个新一代的 WebXR 健身平台。拥有多人游戏支持、多样化的虚拟世界和集成的健康追踪功能，HoverFit 将健身游戏化，将锻炼变成了一种人们真正享受的体验。

为什么选择网络？自由、灵活性和未来保障。 

我认为自己是个大局观的开发者。 从这个角度看，我坚信网络及其开放标准和开放平台推动了 XR 作为新兴生态系统的真正增长。

— Yin-Chien Yeap

在 XR 这样一个最佳实践仍在形成的领域，开发者需要自由地快速迭代和无束缚地实验。封闭的平台引入了高成本和人为障碍，使创新变得更加困难。网络让 Yinch 和他的团队能够即时部署、自由更新，并保持完全的创意控制，而不受大公司审批流程的限制。

未来保障是另一个关键因素。新的 VR 硬件不断发布。对于原生应用程序，每个新头显意味着另一个 SDK 需要集成并保持兼容性。相反，WebXR 应用程序立即可以在支持浏览器的新设备上访问。

一个很好的例子是 Android XR。当 Meta 和 Google 宣布支持 Android XR 时，许多原生开发者立刻面临一个问题：

我们如何将应用程序移植到这个新生态系统？

对于 WebXR 开发者，响应要简单得多：

只给我们一个浏览器，我们就准备好了！

这种自由、灵活性和未来保障是 Yinch 和 Tim 选择 WebXR 而非原生方法的原因。

克服性能瓶颈：从 Unity 转向 Wonderland Engine 

作为 Unity 开发者，Yinch 自然选择 Unity 进行 Ski Fit 365 的开发。然而，他们很快遇到了关键的性能瓶颈，因为 Unity 的网络导出管道难以满足他们的性能需求。尽管进行了广泛的优化努力，他们仍然在达到设计目标之前达到了一种上限，这迫使他们不得不探索替代解决方案。

在寻找解决方案并在 WebXR Discord 服务器上讨论挑战时，来自 Wonderland Engine 的 Jonathan Hale 建议尝试 Wonderland Engine，其设计目的正是解决这些问题。

最初，Yinch 持怀疑态度——他对 Unity 熟悉，切换引擎意味着从头开始。但随着性能问题的持续，显然 Unity 无法满足他们的需求。

他们做出了转变。使用 Wonderland Engine 重建 SkiFit 365 后，性能大幅提升，让他们能够提供高质量的 WebXR 体验，而不受之前技术瓶颈的困扰。

唯一为网络优化的 3D 引擎。 

除了 Unity，Yinch 还尝试了 A-Frame 和 PlayCanvas。虽然他认为 PlayCanvas 对于某些用例是一个稳健的 WebGL 框架，但他根本上认为它是一个 WebGL 编辑器，而不是一个以 WebXR 为先的引擎。随着他们不断优化项目需求，这一区别变得越来越重要：

WebXR 框架构建在 WebGL 之上，WebXR 功能通常是后加的，而不是引擎的优先事项。而不是为 WebGL 进行优化，WebGL 被视为一种限制。Wonderland Engine 不同——它从头开始为基于浏览器的 3D 渲染而打造。这种方法使得 Wonderland Engine 成为唯一真正为高渲染需求的大型 3D 网页和 WebXR 项目优化的游戏引擎。

• 快速迭代时间 – 当引擎在不到一秒内直接打包到浏览器时，打包的应用程序就成为了预览，并且所有代码直接在浏览器中运行。这消除了性能、视觉和 JavaScript 运行时的差异。

• 优化的 WebGL 性能 – Wonderland Engine 的 WebGL 渲染器适用于网络的性能特性。它将数千个动态对象按每种着色器类型批处理到一个绘图调用中，从而每个场景只有少量绘图调用。

• 动态照明 – 由于其激进的绘制调用优化，Wonderland Engine 即便在 WebXR 中也可以渲染许多动态光，甚至实时阴影。

• 快速加载时间 – 通过其定制设计的二进制文件格式，可以通过网络流式传输，类似于您不会在观看喜欢的流媒体平台的视频时预加载整个视频库。 Wonderland Engine 即使在复杂场景中加载只需几秒钟，因为它直接将其文件映射到 WebAssembly 内存，而不是解析像 JSON 或 XML 这样的基于文本格式。动画、纹理和网格等资源在网络传输中默认被压缩。

HoverFit 在 HeyVR

立即游玩

Wonderland Engine 是唯一能满足 HoverFit 所有要求的开发工具：

• 实时渲染超过百万个三角形在 Meta Quest 上
• 动态实时照明
• Quest 2 上至少 60 fps 和 Quest 3/Quest 3s 上 72 fps
• 高质量着色器
• 完全可定制的角色
• 多人游戏支持
• 语音聊天集成