iOS11-ARKit尝鲜

2017-09-02 本文已影响220人 Yochi

iOS AR开发环境

硬件：A9以上芯片（se 6s 6ps 7 7ps ipad）
开发工具：xcode 9
运行系统：iOS 11

AR平台

iOS AR平台使用的是高级API,它站在两位巨人的肩膀上：

1、AVFoundation
它是一个OC媒体数据的高级框架。AVFoundation的构建考虑到了目前的硬件环境和应用程序，其设计过程高度依赖多线程机制。充分利用了多核硬件的优势并大量使用block和GCD机制，将复杂的计算机进程放到了后台线程运行。会自动提供硬件加速操作，确保在大部分设备上应用程序能以最佳性能运行。该框架就是针对64位处理器设计的，可以发挥64位处理器的所有优势。

2、Core Motion
它不仅仅提供给你获得实时的加速度值和旋转速度值，更重要的是，苹果在其中集成了很多算法，可以直接给你输出把重力加速度分量剥离的加速度，省去你的高通滤波操作，以及提供给你一个专门的设备的三维attitude信息！

AR特性

全局追踪
AR不仅可以追踪我们的现实场景，还可以追踪我们的虚拟物件，如果缺少这两个功能，所谓的AR,其实就是gif图片
视觉惯性测距
和我们人眼功能一样，靠近物体，变大，远离物体，变小。
没有外部设置
只需要一部手机就ok，不需要其他设备支持

场景理解

平面检测（现实世界的理解）
平面检测是场景理解里面最重要的，我们可以想象这个世界都是由点、线、面组成的，在AR场景我们所能看到的世界也是通过点、线、面构成。
命中测试（物体运动产生碰撞）
光估计（灯光下虚拟物件的阴影效果）

渲染

简单集合
苹果为我们提供了SceneKi(ios8)t、SpriteKi(ios7)t、Metal(ios7)三个渲染工具

【SpriteKit】

在iOS7中内置了新的SpriteKit框架，该框架主要用来开发2D游戏。是开发iOS和OS X 下的2D游戏引擎，可以使用OC或者Swift来进行开发。目前已经支持的内容包括：精灵、很酷的特效（例如视频、滤镜和遮罩），并且还集成了物理库等许多东西。首先指出在ios中开发2D游戏SpriteKit并不是唯一的选择，我们先来看看SpriteKit的特点和优缺点：
==特点==
（1）提供了游戏引擎必备的图形渲染和动画API，可以通过这些API让精灵动起来；
（2）使用传统的渲染和动画，允许在渲染每一帧之前处理该帧；
（3）提供了声音播放；
（4）提供的物理引擎；
（5）与Xcode集成，可以更容易的创建基于Sprite Kit的游戏工程，调试也很方便；
（6）可以使用swift语言；

==优点==
（1）它是内置到iOS中的，因此并不需要下载额外的库或者其他的外部依赖，并且它是由苹果开发的，所以对他的支持和更新我们可以放心；
（2）它内置的工具支持纹理和粒子；
（3）它可以让你做一些其他框架难以做到的事情，例如把视频当做精灵一样处理，或者使用很酷的图形效果和遮罩。

==缺点==
（1）如果使用了SpriteKit，那么你将被iOS生态圈绑架，导致很难把游戏移植到Android等其他平台；
（2）SpriteKit现在还处于初始阶段，提供的内容还不够丰富，例如Cocos2D，暂不支持自定义的OpenGL代码；

【SceneKit】

SceneKit(SK)是WWDC12推出的OS X平台的cocos 3D渲染引擎框架。支持粒子效果，物理模拟，脚本事件，多程渲染，支持iOS平台。SceneKit整合了Core Image，Core Animation之类的图形框架，现在还整合进了SpriteKit。
SceneKit是基于OpenGL构建的。

【Metal】

在iOS8中，苹果发布了一个新的接口叫做Metal，它是一个支持GPU加速的3D绘图API。Metal和OpenGL ES类似，也是一个底层API，负责和3D绘图硬件交互。可惜的是，Metal不是跨平台的。

AR视图
类似于UIView,这里的显示3D场景的是SCNView
自定义渲染
如果你不喜欢苹果提供的渲染工具，我们还可以用unity和unreal这两个虚拟引擎

ARKit运行原理

看上面ARKit的结构图，发现它的运行原理其实很简单。ARKit负责场景采集，SceneKIt负责显示3D模型，通过ARSession这个核心类，将3d模型和现实世界组合在一起，最后在ARScnView上显示。
在3D世界中，每一个模型都是一个Scene，每一个Scene都有一个根节点SCNNode，类似于NSobject,我们设置节点实际上就是设置3D物体，包括形状位置和大小。