Android XR 开发入门完全指南

本文译自「The Complete Guide to Getting Started with Android XR Development」，原文链接medium.com/proandroidd...，由Akshay Nandwana发布于2026年7月21日。

Android 开发者的实用路线图------从你的第一个模拟器到空间 UI、3D 内容、感知和智能眼镜

Android 开发不再局限于你手中的矩形屏幕。

借助 Android XR，开发者可以构建跨越空间面板、沉浸式环境、XR 头显、有线眼镜、音频眼镜和显示眼镜的应用程序。现有的 Android 应用可以继续以传统的二维界面运行，而开发者可以逐步引入空间布局、三维对象、现实世界感知和免提交互。

重要的是：

你无需成为游戏开发者即可开始构建 Android XR 应用。

如果你已经了解 Kotlin、Jetpack Compose、Android Studio、生命周期管理和自适应布局，那么你已经具备了大部分所需的基础知识。

本指南将解释什么是 Android XR，你应该选择哪些工具，应该学习哪些概念以及学习顺序。

Android XR 究竟是什么？

Android XR 是 Android 平台的扩展，专为日益增长的扩展现实设备而设计。

这些设备目前大致分为两大体验类别：

沉浸式体验

这些体验主要针对 XR 头戴式设备和有线 XR 眼镜。

沉浸式应用可以：

将用户带入完全虚拟的环境
将数字内容与物理世界融合
在用户周围放置多个应用面板
渲染交互式 3D 对象
识别表面、深度、手部、面部、锚点和设备位置
在传统多任务处理和完全空间体验之间切换

增强体验

这些体验专为音频眼镜和显示眼镜等设备而设计。

增强体验并非取代用户的周围环境，而是为日常活动添加轻量级信息和辅助功能。

示例包括：

实时导航
翻译
通知
语音助手
上下文信息
现场工作人员检查清单
导航指令
摄像头辅助 AI
免提通信

Android XR 支持这两类体验，但它们涉及不同的设计限制、设备功能和开发库。

Android XR 开发路线

你需要做出的首要决定之一是哪种开发路径适合你的应用程序。

Android XR 支持多种熟悉的技术：

Jetpack XR SDK
Kotlin 和 Jetpack Compose
安卓视图
团结
戈多
虚幻引擎
开放XR
网络XR

这种灵活性很有用，但也会使起点变得混乱。

这是一个简单的决策规则。

在以下情况下使用 Jetpack XR SDK：

你已经是一名 Android 开发者
你正在扩展现有的移动或大屏幕应用程序
你的应用程序主要是 UI 驱动的
你想要使用 Kotlin、Compose、Android 架构和 Jetpack
你需要空间面板、3D 模型、环境或 Android 集成
你正在为智能眼镜打造伴侣体验

在以下情况下使用 Unity、Godot 或 Unreal Engine：

你的应用程序主要是一个游戏
你需要复杂的实时3D渲染
你的团队已有一个基于引擎的 XR 项目
你需要先进的物理、动画、着色器或游戏引擎工作流程

在以下情况下使用 OpenXR：

你需要一个较低级别的跨平台 XR 标准
你想要更好地控制渲染和设备功能
你正在构建一个引擎、框架或深度沉浸式应用程序

在以下情况下使用 WebXR：

你正在构建基于浏览器的体验
你希望用户通过网页进入XR
你的团队比原生 Android 更熟悉网络技术

对于大多数现有的 Android 开发人员来说，Jetpack XR SDK 是最好的第一条道路。 Android 官方支持通过空间化熟悉的布局并逐步添加沉浸式功能，将现有的移动和大屏幕应用程序引入 XR。

第 1 阶段：强化你的 Android 基础

在接触 XR 特定的 API 之前，请确保你熟悉以下 Android 概念：

科特林
协程和流程
Jetpack 组合
状态管理
Android 生命周期
视图模型
材质设计
自适应布局
导航
权限
媒体和相机 API
Android 虚拟设备

你不需要掌握每个 Android API。

然而，Jetpack Compose 尤为重要，因为官方 Android XR 基础代码实验室是基于 Compose 的。 Google 建议在启动之前先具备 Kotlin、Compose、Android Studio 和虚拟设备的使用经验。

已经可以创建 Compose 应用程序、管理 UI 状态并在模拟器上运行它的开发人员已准备好开始。

第 2 阶段：了解 Android XR 设备类别

不要将"XR"视为单一设备类型。

Android XR 支持：

XR耳机

这些提供了广阔的视野，可以创建完全身临其境的虚拟环境。

典型的输入包括：

手部追踪
眼球追踪
运动控制器
凝视
语音
鼠标和键盘

有线XR眼镜

这些可以在连接到另一个计算设备时提供空间和沉浸式体验。

他们可能支持：

空间用户界面
直通
真实世界的锚定
手眼输入
高品质的视觉内容

音频眼镜

这些可能没有视觉显示。体验是通过声音、语音、传感器、通知和人工智能辅助来驱动的。

显示眼镜

这些提供了用户真实世界视图中的轻量级视觉信息。

他们的界面必须最小化、可读、一目了然且舒适。 Android 提供 Jetpack Compose Glimmer，这是一个基于 Compose 的工具包，专门针对显示眼镜体验进行了优化。

这种设备的区别很重要，因为为耳机设计的界面不应简单地复制到显示眼镜上。

第 3 阶段：设置 Android Studio 和 Android XR 模拟器

你不需要物理 XR 硬件即可开始尝试本机 Android XR 应用程序。

Android 当前的工具可让你通过 Android Studio 和 Android XR 模拟器构建和测试许多交互。 Android XR SDK 目前可作为开发者预览版提供，因此你应该预期 API 和设置要求会不断发展。截至 2026 年 7 月，官方文档将 Developer Preview 4 确定为当前的 SDK 预览版。

你需要什么

最新支持的 Android Studio 预览版或 Canary 版本
一台能够运行XR模拟器的机器
合适的Android XR系统镜像
适合你计算机的模拟器架构

例如，基于 ARM 的 Mac 应使用 ARM 兼容的映像，而不是 x86 映像。

模拟器设置

Android Studio 内部：

打开SDK 管理器。
启用显示包裹详细信息。
安装与你的机器兼容的最新Android XR系统映像。
打开设备管理器。
选择 XR 设备类别。
创建Android XR虚拟设备。
启动模拟器。
在引入 XR 特定代码之前，在其上运行基本的 Android 应用程序。

官方基础代码实验室演示了此设置，并建议在空间化之前确认基础应用程序在模拟器中运行。

重要提示

确切的 Android Studio 版本、系统映像名称、SDK 级别和 Jetpack XR 依赖项版本在预览期间可能会发生变化。

使用最新官方文档中显示的版本，而不是从文章或旧示例项目中复制旧的 alpha 版本号。

第 4 阶段：在 XR 中运行普通 Android 应用程序

Android XR 的一个有用特性是你并不总是需要从零开始重建应用程序。

大多数现有的 Android 移动和大屏幕应用程序都可以在 XR 耳机和有线 XR 眼镜内显示为二维面板。精心设计的自适应大屏幕应用程序提供了一个特别好的起点。

因此，你的第一个实验应该很简单：

打开现有的 Compose 应用程序。
在Android XR模拟器上运行它。
观察应用程序如何显示为面板。
测试调整大小和交互。
确定体验的哪些部分可以从空间分离中受益。

在这个阶段，不要立即到处添加浮动物体。

首先问：

该应用程序是否可以像普通面板一样正常工作？
界面是否自适应？
按钮是否足够大以便能够舒适地瞄准？
文本仍然可读吗？
用户是否需要过度移动头部？
空间化会让任务变得更容易，还是仅仅更令人印象深刻？

强大的 XR 应用程序通常始于有用的 Android 应用程序。

第五阶段：学习家居空间和完整空间

Android XR 第一个主要概念是空间。

Android XR 应用程序可以在两种主要模式下运行。

家居空间

家庭空间是多任务环境。

多个应用程序可以并存，类似于桌面或大屏幕设备上的窗口。常规 Android 应用程序可以在此处运行，无需进行特定于 XR 的更改。

家庭空间适合以下情况：

用户正在进行多任务处理
体验主要是二维的
应用程序不应接管环境
用户可能同时需要其他应用程序

全空间

Full Space 允许你的应用程序使用周围的三维环境。

在 Full Space 中，应用程序可以：

创建多个空间面板
添加3D模型
控制空间布局
引入深度
展现身临其境的环境
融合虚拟和物理环境

家庭空间和完整空间之间的过渡应该是有意的。

例如，当用户浏览内容时，视频应用程序可能会保留在主空间中，然后当用户开始沉浸式观看会话时进入完整空间。

第一个 Android XR 基础代码实验室介绍了这两个空间，并演示了应用程序如何在 Home Space 中开始并在 Full Space 中提供更丰富的体验。

第 6 阶段：学习空间面板和子空间

空间面板是 Android XR 界面的基本构建块之一。

将空间面板视为放置在三维空间内的 Android UI 表面。

你可以将应用程序内容分成有意义的面板，而不是将每个组件都放置在一个平面屏幕中。

例如，生产力应用程序可以使用：

主要工作面板
工具面板
上下文信息面板
通讯面板

在 Jetpack Compose for XR 中，你还会遇到 子空间 的概念。

子空间代表三维空间的一部分，你可以在其中：

创建空间布局
添加空间面板
定位 3D 内容
引入深度 *组织沉浸式元素

基础代码实验室演示了如何添加子空间并将现有 Compose 内容放置在空间面板内。

在这里学习什么

重点关注：

子空间
空间面板
空间布局修改器
面板尺寸
3D空间定位
移动面板和调整面板大小
家庭空间和全空间过渡
XR 能力检查

在了解空间 UI 之前，请勿尝试掌握感知、锚定和 3D 渲染。

第 7 阶段：学习 Jetpack Compose for XR

Jetpack Compose for XR 将熟悉的声明式 UI 概念扩展到三维空间。

它提供：

XR 感知的 Compose 组件
空间布局
空间面板
自动布局行为
预设安排
互动推荐
支持结合 2D UI 和空间内容

这是传统Android UI开发和XR开发之间的天然桥梁。

你的第一个 Compose for XR 项目应包括：

一个现有的撰写屏幕
转换到全空间的按钮
两个空间面板
轨道飞行器
一个 3D 物体
返回Home Space的方法

这个项目故意很小，但它让你了解主要的 XR 应用程序模型。

第 8 阶段：完成两个 Android XR 基础代码实验室

官方基础代码实验室提供了最清晰的起始路径之一。

基础知识第 1 部分：空间和空间面板

第 1 部分教导：

家居空间
全空间
构建 XR 依赖项
子空间
空间面板
空间布局
在XR模拟器中运行和测试
调整现有的 Compose 应用程序

该 Codelab 从基本的单屏应用程序开始，逐渐将其转变为更具空间感的体验。

基础知识第 2 部分：轨道飞行器和空间环境

第 2 部分从第一个项目继续，介绍：

轨道飞行器
浮动控件
空间环境
环境资产
天空包厢
glTF和GLB内容
场景核心
环境偏好
将虚拟内容与直通混合

轨道器将相关控件放置在空间面板周围，而不消耗面板的主要内容区域。

空间环境改变用户周围的世界。它可能包括：

全景天空盒
3D前景或背景几何形状
基于图像的照明
控制透光不透明度

第二个 Codelab 还演示了一个重要的架构原则：应用程序通过场景表达首选环境，而不是直接拥有完整的系统环境。

按顺序完成这两个 Codelab。第 2 部分假设你已经了解第 1 部分中介绍的概念。

第 9 阶段：探索官方 Android XR 示例项目

完成 Codelab 后，克隆官方示例存储库：

arduino 复制代码

git 克隆 https://github.com/android/xr-samples.git

该存储库的 Hello Android XR 示例演示了几个核心功能：

空间面板
轨道飞行器
空间环境
3D物体渲染
材质覆盖
纹理覆盖
对象动画
更改 3D 对象的位置

项目可以直接导入到Android Studio中。目前，其文档建议使用最新的兼容 Canary 版本的 Android Studio，并在运行之前更新 XR 模拟器映像。

不要只运行示例。

使用以下序列研究它：

找到应用程序进入 Full Space 的位置。
找到子空间。
识别每个空间面板。
找出轨道飞行器的连接方式。
跟踪 3D 模型的加载方式。
找出它的材质和纹理是如何变化的。
检查动画状态的管理方式。
更改模型位置。
更换一项资产。
删除一项功能并自行重建。

当你修改示例而不是仅仅编译它们时，示例就会变得有用。

第 10 阶段：学习 SceneCore 和 3D 内容

一旦熟悉了空间 Compose 布局，即可进入 Jetpack SceneCore。

SceneCore 为沉浸式内容提供较低级别的构建块，包括空间实体和环境相关的 API。

要学习的主题包括：

空间实体
实体层次结构
转换
职位
旋转
规模
3D模型加载
材料
纹理
动画
空间环境
直通
场景能力
生命周期管理

学习基本的 3D 词汇

进入 XR 的 Android 开发者应该了解：

X、Y、Z 轴
翻译
旋转
规模
本地和世界坐标
网格
材质
纹理
照明
相机姿势
视野
边界框
锚
雷
命中测试

你不需要成为专业的 3D 艺术家，但这些概念将帮助你推理空间行为。

Assets格式

Android XR 工作流程常用：

glTF 用于 3D 场景和模型
GLB 作为 glTF 的二进制形式
EXR 用于高动态范围环境图像
基于图像的照明资源，实现真实的照明

Blender、Maya 和 Spline 等工具可用于创建或导出兼容资源。

第 11 阶段：学习 Jetpack XR 的 ARCore

在你可以渲染和定位内容之后，下一步是帮助你的应用程序了解物理世界。

ARCore for Jetpack XR 提供感知功能，例如：

平面检测
锚点
手部追踪
人脸追踪
深度估计
设备姿态
语义理解

这些功能可带来以下体验：

将虚拟物体放置在真实的桌子上
当用户移动时保持物体固定 *了解附近的表面
构建手动驱动界面
将数字内容与物理环境融合

Android XR SDK 文档将这些感知主题组织为一个独特的学习领域，这是一个有用的信号：在感知 API 之前学习空间 UI 和场景构建。

第 12 阶段：了解 XR 输入

用户与 XR 应用程序的交互方式与与手机交互的方式不同。

可能的输入方法包括：

凝视
捏合手势
手部追踪
运动控制器
语音
鼠标
键盘
眼镜上的触摸板
头部运动
物理设备按钮

Android XR 上的 OpenXR 支持包括用于沉浸式应用程序的手部交互、眼睛注视交互、6DoF 运动控制器和鼠标交互。

针对多个输入进行设计

不要假设每个用户都会使用他们的手。

对于每一个重要的行动，请考虑：

可以通过凝视到达吗？
可以通过控制器来执行吗？
有语音替代吗？
键盘用户可以访问吗？
目标是否提供清晰的悬停或焦点反馈？
用户可以从意外选择中恢复吗？

输入灵活性是可访问性的一部分，而不仅仅是设备兼容性。

第 13 阶段：学习 XR 设计原理

空间界面并不是漂浮在空中的移动界面。

良好的 XR 设计应考虑：

舒适度

避免强迫用户反复转头、伸得太远或关注距离不舒服的内容。

易读性

文本必须在不同的背景、深度、显示技术和照明条件下保持可读性。

克制

并非每个按钮都需要浮动。并非每个屏幕都需要成为 3D 环境。

深度

深度应该传达层次结构或上下文，而不是产生视觉噪音。

安全

用户应在适当的时候保持对周围环境的了解。

可预测性

面板和控件应出现在用户希望它们保留的位置。

无障碍

支持多种输入法、可读的排版、清晰的焦点状态、字幕、音频替代品和简化的运动需求。

Android 为沉浸式 XR 体验和增强眼镜体验提供单独的设计指南，因为它们的交互模型存在很大差异。

第 14 阶段：探索音频和显示眼镜

学习了面向耳机的 XR 基础知识后，研究智能眼镜。

Android 的预计体验堆栈允许现有的移动应用程序在音频和显示眼镜上提供互补的体验。

Jetpack Compose 微光

Compose Glimmer 专为简约、舒适的显示眼镜用户界面而设计。

其组件集包括以下概念：

按钮
卡片
列表
图标
表面
文字
切换按钮
标题芯片
垂直堆叠
焦点处理
间接指针输入

我们的目标不是在眼镜上重新创建完整的手机应用程序。

手机应用程序应该处理复杂的交互，而眼镜体验则提供最少的有用上下文信息。

第15阶段：只有在交互有效后才添加AI

XR 和 AI 是一个强大的组合，但 AI 不应该是你引入的第一个依赖项。

首先确保体验适用于确定性交互。

然后考虑添加：

语音代理
实时翻译
场景理解
对象解释
上下文帮助
免提工作流程
会议总结
无障碍协助
引导式学习
空间搜索
双子座现场互动

Jetpack XR 文档包括添加 Gemini 支持的 AI 体验的专门指南，而眼镜文档则涵盖语音识别、文本转语音和实时 AI 集成。

一个有用的规则是：

XR 决定体验出现的地点和方式。人工智能决定其响应的智能程度。

不要让人工智能层补偿混乱的空间界面。

第 16 阶段：测试性能、舒适度和故障状态

XR 中的性能问题不仅仅会导致接口缓慢。它们会影响用户的舒适度。

注意：

帧率
CPU使用率
GPU使用情况
热行为
内存消耗
资产规模
纹理分辨率
模型复杂度
动画成本
启动时间
输入延迟
网络延迟
音频延迟

Android XR 上的 OpenXR 支持公开了与性能相关的功能，例如眼动追踪、空间扭曲、帧时序、GPU 利用率、CPU 频率和每秒帧数指标。

测试失败状态

在以下情况下，你的应用程序应该安全运行：

XR 功能不可用
应用程序无法进入Full Space
资源加载失败
手部追踪不可用
权限被拒绝
眼镜断开
网络连接下降
语音识别失败
应用程序返回后台
用户移动到跟踪区域之外

XR 功能检测应该成为应用程序架构的一部分，而不是事后才想到的。

你应该按顺序学习的主题

以下是完整的 Android XR 学习顺序：

Kotlin 和 Jetpack Compose
自适应Android布局
Android XR设备类别
沉浸式体验与增强式体验
Android XR模拟器
家居空间与整体空间
为 XR 创作
子空间
空间面板
空间布局和修改器
轨道飞行器
XR 的材料设计
场景核心
3D坐标系
glTF 和 GLB 资产
材质、纹理和动画
空间环境
直通
设备姿态
平面和锚
深度估计
手部和面部追踪
目光、手势、控制器和声音
创作微光
眼镜预计体验
语音识别和文本转语音
人工智能和 Gemini 集成
性能和舒适度
无障碍
包装、质量和分销

在构建某些东西之前，你不需要学习所有 30 个主题。

学习顺序应该在理论和小项目之间交替。

Android 开发者在启动 XR 时常犯的错误

错误 1：从大型沉浸式应用程序开始

首先建立一个空间交互。

错误2：将XR视为更大的手机屏幕

空间计算引入了深度、位置、环境、凝视、运动和新的输入模型。

错误 3：添加不必要的 3D 元素

3D 组件应该使体验更易于理解或使用。

错误四：忽视家居空间

并非所有任务都值得完整空间。

错误 5：假设需要物理硬件

Android XR 模拟器足以学习许多本机概念和测试早期原型。

错误 6：对教程中的预览依赖项版本进行硬编码

请务必查看最新的官方文档，因为 SDK 仍在积极开发中。

错误7：忽略现有的Android架构

XR 应用程序仍然需要适当的状态管理、生命周期处理、测试、网络、可访问性和错误恢复。

错误 8：仅针对一种输入法进行构建

支持多种合适的交互方式。

错误9：在验证体验之前添加人工智能

从清晰的用户工作流程开始，然后添加智能。

错误 10：运行示例而不修改它们

更改代码，直到你了解其工作原理为止。

现有 Android 开发人员的最快路径

这是精简的路线：

安装最新兼容的Android Studio预览版。
配置Android XR模拟器。
在 Home Space 中运行一个现有的 Compose 应用程序。
完成 Android XR 基础知识第 1 部分。
完成 Android XR 基础知识第 2 部分。
克隆官方 Android XR 示例。
更换其3D模型并修改其空间布局。
使用面板、轨道飞行器和 3D 实体构建一个项目。
增加1个ARCore感知功能。
探索 Compose Glimmer 和智能眼镜。
仅在改善工作流程的地方添加人工智能。
测试舒适度、可及性、性能和后备行为。

最后的想法

Android XR 可能看起来像是一个全新的开发世界，但它的入口却是故意熟悉的。

Android Studio 仍然是你的 IDE。

Kotlin 仍然是你的语言。

Jetpack 仍然为你的应用程序提供基础。

Compose 仍然定义你的界面。

不同之处在于你的应用程序不再局限于一个物理屏幕。

最好的开始方式不是构建一个虚拟宇宙。首先采用一个有用的 Android 工作流程并询问：

哪些信息应该保留在普通面板上？
哪些内容受益于深度？
哪些控件应保留在附近？
体验应该什么时候进入Full Space？
用户可以通过手、凝视或声音完成什么？
应用程序能否通过轻型眼镜提供价值？

构建一个空间面板。

然后添加一个轨道飞行器。

然后加载一个 3D 对象。

然后了解一个现实世界的表面。

这个过程所教给你的远不止是在第一个周末尝试构建一个完整的 XR 平台。

Android XR 仍在不断发展，这使得现在成为探索它的特别宝贵的时间。该平台足够新，开发人员可以帮助塑造其模式，但也足够熟悉，经验丰富的 Android 开发人员可以在不放弃他们已经了解的生态系统的情况下开始构建。

下一代 Android 应用程序可能不会驻留在屏幕内。但它们仍然可以在 Android Studio 中开始。

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