為一個(gè)全新的平臺(tái)構(gòu)建應(yīng)用，先從了解應(yīng)用形態(tài)開(kāi)始。本篇介紹了空間計(jì)算平臺(tái)中的基礎(chǔ)應(yīng)用形態(tài)-Windows、Volumes、Space，并介紹其設(shè)計(jì)原則及最佳實(shí)踐，快來(lái)構(gòu)建你的第一個(gè)空間計(jì)算應(yīng)用吧。

一、空間計(jì)算的應(yīng)用基礎(chǔ)形態(tài)

在蘋(píng)果的 WWDC 視頻中，我們可以看到蘋(píng)果將所有應(yīng)用形態(tài)分為窗口型（Windows）、體積型（Volumes）、空間型（Space）。他們可以為開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā) AVP App 提供一套靈活的工具套件，不僅作為內(nèi)容承載容器，還可作為調(diào)節(jié)沉浸模式的工具。

要想知道為什么是這三種承載類型，讓我們一起回溯一下 Apple 的其他跨設(shè)備類型。

在目前的 Apple 設(shè)計(jì)官方文檔規(guī)范中，Windows 作為呈現(xiàn)方式的組件之一，被列舉在其中，窗口作為 iOS、Apple tvOS、watchOS、iPad OS 及 macOS 界面內(nèi)容的主要承載容器，用來(lái)呈現(xiàn)應(yīng)用中用戶界面的視圖和組件?！癆 window contains the views and components that present the user interface of your app or game.”

在 iOS、Apple tvOS、watchOS 中，默認(rèn)是全屏的體驗(yàn)，用戶將更多注意力聚焦在窗口中的內(nèi)容，而并不是窗口本身。因此三方開(kāi)發(fā)者不需要考慮 App 或游戲中設(shè)計(jì)窗口(Windows)或場(chǎng)景（Scenes）本身的外觀，而可直接調(diào)用 SwiftUI 中定義好的 Scene 和 UIWindow。

與 iOS、Apple tvOS、watchOS 不同，VisionOS、iPadOS 和 MacOS 中，用戶通?？梢源蜷_(kāi)、關(guān)閉和查看單個(gè)/多個(gè)窗口，調(diào)整窗口的大小和位置等，因此，用戶會(huì)察覺(jué)到窗口是一個(gè)具有獨(dú)特視覺(jué)特質(zhì)的交互對(duì)象。

綜上，2D 窗口作為跨全端側(cè)最為基礎(chǔ)的界面內(nèi)容承載容器，也無(wú)疑會(huì)成為 Vision Pro 中基礎(chǔ)的應(yīng)用形態(tài)之一。

2D 窗口（Windows）具有良好的跨端兼容性，通過(guò) SwiftUI 來(lái)構(gòu)建，包含傳統(tǒng) SwiftUI 中模式和空間，這讓傳統(tǒng)端側(cè)的應(yīng)用更方便低成本移植到 Vision Pro 中。除此之外，2D 窗口類型界面不但能保證用戶在空間計(jì)算平臺(tái)操作應(yīng)用時(shí)的基本效率還能保持用戶操作熟悉感，因?yàn)檫@些窗口和其他平臺(tái)中的布局和交互行為都比較類似，能讓用戶更輕松適應(yīng)空間計(jì)算平臺(tái)的基本操作方式。

而從移動(dòng)、PC 設(shè)備跨端側(cè)到空間計(jì)算平臺(tái)，為了體現(xiàn)無(wú)限畫(huà)布及 3D 內(nèi)容展示的特性，Volumes 和 Space 應(yīng)空間應(yīng)用場(chǎng)景而生。接下來(lái)，讓我們一起聊聊在空間計(jì)算平臺(tái)中如何使用 Windows、Volumes 及 Space 來(lái)構(gòu)建你的第一個(gè)空間計(jì)算應(yīng)用。

二、Windows-應(yīng)用的基礎(chǔ)形態(tài)

在 Vision Pro 中，不論是 Shared Space 還是 Full Space，一切需要 2D 內(nèi)容承載的應(yīng)用都可以用 Window 組成，每個(gè)應(yīng)用可以由一個(gè)或多個(gè)窗口組成。當(dāng)然也可以包含 3D 內(nèi)容（Volumes），支持 2D 和 3D 混合界面的呈現(xiàn)。

即使系統(tǒng)會(huì)定義用戶打開(kāi)的每個(gè)窗口的初始位置，用戶仍然可以對(duì)窗口進(jìn)行基本的操控，把窗口移動(dòng)到空間中的任何位置，縮放窗口大小到舒適的尺寸，像在 Mac 一樣可以同時(shí)打開(kāi)或關(guān)閉多個(gè)窗口應(yīng)用。

窗口的默認(rèn)窗口大小為 1280x720pt。窗口首次打開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將其放在佩戴者前方約兩米的位置，并看起來(lái)約有三米寬，這是符合人因較為舒適的瀏覽距離及視場(chǎng)角的尺寸和深度距離。

除此之外,visionOS 窗口采用了毛玻璃的背景材質(zhì)，一方面可以讓光線及現(xiàn)實(shí)和虛擬對(duì)象透過(guò)顯示，給用戶一種界面內(nèi)容與周圍背景融為一體的感覺(jué)，同時(shí)使用鏡面反射和陰影來(lái)傳達(dá)窗口的縮放和位置。另一方面，也保持了蘋(píng)果在品牌視覺(jué)上的一致性，繼承了 Apple 全家桶的毛玻璃效果。

在 Xcode 中，你可以通過(guò)創(chuàng)建 WindowGroup 組來(lái)創(chuàng)建你的個(gè)人窗口應(yīng)用界面。

當(dāng)然，如果你希望在窗口界面中加入 3D 物體內(nèi)容，讓界面體驗(yàn)更加立體，可以通過(guò)調(diào)用 Model3D 來(lái)呈現(xiàn)你的 3D 內(nèi)容。

三、Volumes-窗口的擴(kuò)展性形態(tài)

Volumes 是 Vision Pro 平臺(tái)獨(dú)有的應(yīng)用形態(tài)，為了體現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)下 3D 內(nèi)容的特性體驗(yàn)，Volumes 應(yīng)場(chǎng)景而生。Volumes 可以支持應(yīng)用在一定邊界內(nèi)展示 3D 內(nèi)容，如果你有 3D 內(nèi)容想要展示，那 Volumes 是絕佳的選擇。

Volumes 是 Windows 的擴(kuò)展性形態(tài)，可以獨(dú)立存在于 Space 中，也可以與 Windows 混合融入其中，展示一定邊界內(nèi)的 3D 物體。即使也可以被用在 Full space 中，但蘋(píng)果推薦還是用于 Share space。

與 Windows 類似，在 Share Space 中，系統(tǒng)都會(huì)確定 Volumes 和 Windows 的初始位置，但可以被用戶移動(dòng)到任何位置，并以不同的視角來(lái)觀看。Volumes 也會(huì)提供類似 Windows 的管理控件與用戶用于調(diào)整窗口位置或關(guān)閉窗口。在材質(zhì)方面，Volumes 也是用了相同的毛玻璃背景材質(zhì)。

有所不同的是在縮放方式上，Windows 自動(dòng)使用動(dòng)態(tài)縮放，而為 Volumes 使用固定縮放。具體原因也在我的 Apple Vision Pro 設(shè)計(jì)規(guī)范之空間輸入篇提到過(guò)，Windows 使用動(dòng)態(tài)縮放是為了保證最小控件的熱區(qū)一直可以符合眼手的操作精度；而為了保證 3D 物體大小貼合更自然真實(shí)的物理環(huán)境，Volumes 則推薦使用固定縮放方式模式。

在具體實(shí)現(xiàn)上，可以在窗口類型中引入.volumestric，并設(shè)置默認(rèn)的長(zhǎng)寬高尺寸。

四、Space-元素內(nèi)容的容器

最后，讓我們來(lái)了解一下元素內(nèi)容的承載容器-Space。

類似 Mac OS 中的 2D 桌面，Space 將 2D 桌面解放至 360 度的空間中，成為空間計(jì)算平臺(tái)中承載元素內(nèi)容的“空間桌面”。Windows、Volumes 都需要被管理及承載在 Space 中。Vision Pro 在空間模塊中的應(yīng)用管理方式包含了 Shared Space、及 Full Space。

默認(rèn)情況下，應(yīng)用是在 Shared Space 中運(yùn)行，就像 Mac 桌面上的不同應(yīng)用窗口一樣，用戶仍然可以和現(xiàn)實(shí)空間保持聯(lián)系和透視關(guān)系。通過(guò) VST 顯示 MR 實(shí)景，在此 MR 空間內(nèi)，用戶可以同時(shí)開(kāi)啟多個(gè)場(chǎng)景。

有些場(chǎng)景下，你可能想調(diào)整應(yīng)用的沉浸模式，比如看電影或玩游戲時(shí)，這時(shí)你可以使用 Full Space 模式。Full Space 是指僅允許一個(gè) App 運(yùn)行的狀態(tài)，這就意味著你 app 中所有的 Windows、Volumes 和 3D 物體，只能有一個(gè)展示在可視區(qū)域內(nèi)。在 Full Space 中也同樣支持 ARkit 相關(guān)功能，比如平面檢測(cè)，自定義手勢(shì)等，都只能在一個(gè)應(yīng)用全開(kāi)的模式下進(jìn)行。

Full Space 有以下特點(diǎn)：

1. 營(yíng)造獨(dú)占的沉浸感，可以讓用戶深度聚焦在你的應(yīng)用上
2. 無(wú)限畫(huà)布，可以將 APP 內(nèi)元素放置在任何地方
3. 同樣支持 ARkit 相關(guān)功能，可以與你周圍環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)、創(chuàng)建自定義的手勢(shì)交互等
4. 有不同等級(jí)的沉浸模式，來(lái)滿足用戶對(duì)沉浸感體驗(yàn)的不同訴求

在 Full Space 中開(kāi)發(fā)者可以調(diào)節(jié)沉浸度來(lái)改變應(yīng)用的沉浸度體驗(yàn)感。其中 Passthrough（.mixed）的模式可以讓用戶與現(xiàn)實(shí)世界保持聯(lián)系，但你也可以選擇一個(gè)完全沉浸的空間，即 Fully immersive(.full)。但你也可以結(jié)合這兩種沉浸度，即 Progressive Immersive（.progressive）。

蘋(píng)果開(kāi)發(fā)者文檔中是這么定義沉浸模式類型的：

1. Automatic Immersion style：默認(rèn)的沉浸模式。
2. Mixed Immersion style：將元素內(nèi)容混合在 VST 透視中，在無(wú)邊界的場(chǎng)景下顯示內(nèi)容，VST 可見(jiàn)。
3. Progressive Immersion style：顯示環(huán)繞型窗口內(nèi)容應(yīng)用，用戶仍然可以和現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行互動(dòng)。
4. Full Immersion style：在無(wú)邊界的場(chǎng)景下只顯示內(nèi)容，遮蓋除了手部以外其它所有內(nèi)容的 VST 透視，讓你進(jìn)入一個(gè)完全虛擬的新世界。

除了應(yīng)用自定的沉浸式程度外，在 Share Space 中，用戶還可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)頭顯上的表冠來(lái)切換三種空間沉浸模式。

但是，在 Full Immersion 應(yīng)用中，數(shù)碼表冠只能用于退出應(yīng)用，是無(wú)法用來(lái)調(diào)節(jié)沉浸度的。當(dāng)然，如果想退出沉浸式應(yīng)用，除了數(shù)字表冠，也可以通過(guò) Control center 中應(yīng)用管理功能來(lái)完成。

在 Vision OS 的平臺(tái)上，一個(gè)應(yīng)用程序可以動(dòng)態(tài)的切換它的形態(tài)，在不同沉浸程度之間流暢過(guò)渡。

講了這么多，讓我們來(lái)舉個(gè)例子深刻的了解一下 Space 具體的應(yīng)用。

比如在 keynote 中，應(yīng)用首先在窗口里打開(kāi)，但仍然可以保持用戶和現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系。當(dāng)播放幻燈片時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)調(diào)節(jié)周圍光線，讓演示更加聚焦。當(dāng)用戶想要排練演講時(shí)，把用戶帶入一個(gè)全屏空間。這就是一個(gè)應(yīng)用在不同沉浸度下的應(yīng)用。

五、官方案例-Hello Wold

讓我們用官方實(shí)際案例來(lái)深入應(yīng)用一下 Windows、Volumes 和 Space。

進(jìn)入主頁(yè)面時(shí)，Hello World 在 Share Space 中打開(kāi)了一個(gè)主 Windows，該 Windows 是由 WindowGroup 構(gòu)建而來(lái)，是應(yīng)用中出現(xiàn)的第一個(gè)場(chǎng)景。該 Windows 呈現(xiàn)了應(yīng)用程序的主頁(yè)內(nèi)容,同時(shí)定義了該 Wwindows 的類型為.plain，即我們說(shuō)的平面窗口。

進(jìn)入二級(jí)頁(yè)面，我們可以看到一個(gè)二級(jí) Windows 中包含了一個(gè)可交互的 3D 內(nèi)容形態(tài)。該 3D 物體是混合于 Windows 中的。在這里使用了 Model3D 來(lái)定義其形態(tài),視圖縮放和定位模型以適應(yīng)可用空間，并應(yīng)用可選的方向調(diào)整 ItemView。當(dāng)然我們?cè)趯?3D 內(nèi)容添加到 2D 窗口時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：

1. 尺寸不要做得太大。雖然 3D 內(nèi)容增加了用戶的觀看興趣，但當(dāng)人們從不同方向查看窗口時(shí)，可能會(huì)無(wú)意中掩蓋重要的控件或信息。
2. 確保 3D 內(nèi)容不超過(guò)可用深度。深度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致元素被剪裁。
3. 避免模型與背襯玻璃相交及重合，同時(shí)考慮初始放置后的潛在移動(dòng)。

打開(kāi)模型后，我們可以看到立體的地球，這是創(chuàng)建了一個(gè) Volumes 形態(tài)，使用了.volumetric 窗口形態(tài)，并定義了默認(rèn)的體積尺寸和深度尺寸。Volumes 形態(tài)與 Windows 形態(tài)類似，都可以通過(guò)底部操控條來(lái)進(jìn)行移動(dòng)和關(guān)閉行為。

為了讓用戶直觀地看到衛(wèi)星如何繞地球運(yùn)行，我們可以在沉浸式的空間中來(lái)展示地球和衛(wèi)星之間的關(guān)系。我們可以通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)具有沉浸式風(fēng)格的場(chǎng)景中的顯示視圖 Orbit 來(lái)承載該 3D 內(nèi)容模式。在該場(chǎng)景中，就是定義了一個(gè).mixed 沉浸類型的 3D 模型展示視圖場(chǎng)景。

與 Volumes 窗口形態(tài)不同的是，OrbitToggle 是用了空間環(huán)境特性而不是一種窗口類型，在這種情況下，沒(méi)有明顯的關(guān)閉操作，因?yàn)樵?Full space 下，用戶一次只能打開(kāi)一個(gè)空間，即便是跨應(yīng)用程序也是這樣。如果想關(guān)閉該 3D 模型，可通過(guò)旋轉(zhuǎn)數(shù)字表冠或 Control center 進(jìn)行應(yīng)用關(guān)閉。

除了半沉浸模式，我們還可以使用完全沉浸式的方式從太空觀察太陽(yáng)系，即 Full Immersion 的模式，在這種模式下，用戶可以通過(guò) UI 窗口上的 Exit 按鈕退出全沉浸式的模式，也可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)表冠來(lái)關(guān)閉當(dāng)前打開(kāi)的沉浸式空間。

總結(jié)

Vision Pro 中基礎(chǔ)應(yīng)用形態(tài)是 Windows、Volumes 和 Space。其中 Windows 是應(yīng)用的基礎(chǔ)形態(tài)，Volumes 是窗口的擴(kuò)展形態(tài)，而 Space 是元素內(nèi)容的承載容器。它們相輔相成構(gòu)成了空間計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)構(gòu)成形態(tài)。

那在你的應(yīng)用里是如何利用 Windows、Volumes 和 Space 來(lái)構(gòu)建空間計(jì)算應(yīng)用的，不如留言和作者一起分享和探討一下～

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作者：Vicky。