ARKit从入门到精通(1)-ARKit初体验
2017-06-07 本文已影响6375人
坤小
ARKit从入门到精通(1)-ARKit初体验
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该系列文章共十篇,笔者将由易到难循序渐进的介绍ARKit开发
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废话不多说,先看效果
- 桌子上的绿萝太孤独了,给它来一个郁金香陪伴一下吧~
- 在椅子上摆瓶花吧~
- 飞机跟着摄像头移动
- 台灯围绕着摄像机旋转
1.1-AR技术简介
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增强现实技术(Augmented Reality,简称 AR),是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。
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一个最简单地AR场景实现所需要的技术以及步骤包含如下
- 1.多媒体捕捉现实图像:如摄像头
- 2.三维建模:3D立体模型
- 3.传感器追踪:主要追踪现实世界动态物体的六轴变化,这六轴分别是X、Y、Z轴位移及旋转。其中位移三轴决定物体的方位和大小,旋转三周决定物体显示的区域。
- 4.坐标识别及转换:3D模型显示在现实图像中不是单纯的
frame
坐标点,而是一个三维的矩阵坐标。这基本上也是学习AR最难的部分,好在ARKit
帮助我们大大简化了这一过程。 - 4.除此之外,AR还可以与虚拟物体进行一些交互。
1.2-ARKit概述及特点介绍
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1.ARKit是2017年6月6日,苹果发布iOS11系统所新增框架,它能够帮助我们以最简单快捷的方式实现AR技术功能。
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2.ARKit框架提供了两种AR技术,一种是基于3D场景(SceneKit)实现的增强现实,一种是基于2D场景(SpriktKit)实现的增强现实
- 一般主流都是基于3D实现AR技术,ARKit不仅支持3D游戏引擎
SceneKit
还支持2D游戏引擎SpriktKit
,这一点出乎笔者意料之外
- 一般主流都是基于3D实现AR技术,ARKit不仅支持3D游戏引擎
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3.要想显示AR效果,必须要依赖于苹果的游戏引擎框架(3D引擎SceneKit,2D引擎SpriktKit),主要原因是游戏引擎才可以加载物体模型。
- 虽然ARKit框架中视图对象继承于
UIView
,但是由于目前ARKit框架本身只包含相机追踪,不能直接加载物体模型,所以只能依赖于游戏引擎加载ARKit
- 虽然ARKit框架中视图对象继承于
-
4.误区解读:ARKit虽然是iOS11新出的框架,但并不是所有的iOS11系统都可以使用,而是必须要是处理器A9及以上才能够使用,苹果从iPhone6s开始使用A9处理器,也就是iPhone6及以前的机型无法使用ARKit
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5.开发环境介绍
- 1.Xcode版本:Xcode9及以上
- 2.iOS系统:iOS11及以上
- 3.iOS设备:处理器A9及以上(6S机型及以上)
- 4.MacOS系统:10.12.4及以上(安装Xcode9对Mac系统版本有要求)
- 目前只有Bete版本,链接地址:https://developer.apple.com/download/
1.3-ARKit初体验之3D效果
- 1.打开Xcode9bete版本,新建一个工程,选择
Augmented Reality APP
(Xcode9新增),点击next
- 2.在包含技术选项中选择SceneKit
- 3.此时,Xcode会自动为我们生成一段极其简洁的AR代码
- 本小节主要体验一下系统的AR效果,代码的具体含义以及ARKit框架的架构及具体使用将会在后期介绍
#import "ViewController.h"
@interface ViewController () <ARSCNViewDelegate>
//ARKit框架中用于3D显示的预览视图
@property (nonatomic, strong) IBOutlet ARSCNView *sceneView;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Set the view's delegate
//设置代理
self.sceneView.delegate = self;
// Show statistics such as fps and timing information
//ARKit统计信息
self.sceneView.showsStatistics = YES;
// Create a new scene
//使用模型创建节点(scn格式文件是一个基于3D建模的文件,使用3DMax软件可以创建,这里系统有一个默认的3D飞机)
SCNScene *scene = [SCNScene sceneNamed:@"art.scnassets/ship.scn"];
// Set the scene to the view
//设置ARKit的场景为SceneKit的当前场景(SCNScene是Scenekit中的场景,类似于UIView)
self.sceneView.scene = scene;
}
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
[super viewWillAppear:animated];
// Create a session configuration
//创建一个追踪设备配置(ARWorldTrackingSessionConfiguration主要负责传感器追踪手机的移动和旋转)
ARWorldTrackingSessionConfiguration *configuration = [ARWorldTrackingSessionConfiguration new];
// Run the view's session
// 开始启动ARSession会话(启动AR)
[self.sceneView.session runWithConfiguration:configuration];
}
- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
[super viewWillDisappear:animated];
// Pause the view's session
// 暂停ARSession会话
[self.sceneView.session pause];
}
- (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
// Release any cached data, images, etc that aren't in use.
}
0105.png
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效果演示
- 3D效果AR特点:1.飞机能够随着摄像头位置的变化而看到不同的部位(六轴) 2.飞机能够随着摄像头的远近进行缩放
1.2-ARKit初体验之2D效果
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示例效果是点击屏幕,在中心点生成一个2D AR图像
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2D效果的AR与3D效果有一点的区别
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1.使用步骤与3D基本类似,在创建Xcode的时候选择
SpriteKit
引擎
- 2.此时Xcode会为我们生成简洁的2D地图加载场景
- 完整代码
#import "ViewController.h"
#import "Scene.h"
@interface ViewController () <ARSKViewDelegate>
//ARSKView是ARKit框架中负责展示2D AR的预览视图
@property (nonatomic, strong) IBOutlet ARSKView *sceneView;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Set the view's delegate
//设置场景视图代理
self.sceneView.delegate = self;
// Show statistics such as fps and node count
//显示帧率
self.sceneView.showsFPS = YES;
//显示界面节点(游戏开发中,一个角色对应一个节点)
self.sceneView.showsNodeCount = YES;
// Load the SKScene from 'Scene.sks'
//加载2D场景(2D是平面的)
Scene *scene = (Scene *)[SKScene nodeWithFileNamed:@"Scene"];
// Present the scene
//AR预览视图展现场景(这一点与3D视图加载有区别)
[self.sceneView presentScene:scene];
}
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
[super viewWillAppear:animated];
// Create a session configuration
//创建设备追踪设置
ARWorldTrackingSessionConfiguration *configuration = [ARWorldTrackingSessionConfiguration new];
// Run the view's session
//开始启动AR
[self.sceneView.session runWithConfiguration:configuration];
}
- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
[super viewWillDisappear:animated];
// Pause the view's session
[self.sceneView.session pause];
}
- (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
// Release any cached data, images, etc that aren't in use.
}
#pragma mark - ARSKViewDelegate
//点击界面会调用,类似于touch begin方法 anchor是2D坐标的瞄点
- (SKNode *)view:(ARSKView *)view nodeForAnchor:(ARAnchor *)anchor {
// Create and configure a node for the anchor added to the view's session.
//创建节点(节点可以理解为AR将要展示的2D图像)
SKLabelNode *labelNode = [SKLabelNode labelNodeWithText:@"�👽"];
//显示在屏幕中心
labelNode.horizontalAlignmentMode = SKLabelHorizontalAlignmentModeCenter;
labelNode.verticalAlignmentMode = SKLabelVerticalAlignmentModeCenter;
return labelNode;
}
- (void)session:(ARSession *)session didFailWithError:(NSError *)error {
// Present an error message to the user
}
- (void)sessionWasInterrupted:(ARSession *)session {
// Inform the user that the session has been interrupted, for example, by presenting an overlay
}
- (void)sessionInterruptionEnded:(ARSession *)session {
// Reset tracking and/or remove existing anchors if consistent tracking is required
}
@end
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效果预览
- 2D ARKit支持加载emoji表情符号图片
- 2D 只有3轴(X/Y移动,Z轴放大和缩小),旋转的情况下不会有效果(因为2D的图像只是一个平面图形)
- 下一小节将会ARKit架构及API介绍:[ARKit从入门到精通(2)-ARKit工作原理及流程介绍]http://www.jianshu.com/p/0492c7122d2f