03-ARKit初体验

1.1-AR技术简介##

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。
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。

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1.2-ARKit概述及特点介绍##

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。

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

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

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

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/
6.ARKit工作原理
ARKit框架工作流程可以参考下图:
1.ARSCNView加载场景SCNScene
2.SCNScene启动相机ARCamera开始捕捉场景
3.捕捉场景后ARSCNView开始将场景数据交给Session
4.Session通过管理ARSessionConfiguration实现场景的追踪并且返回一个ARFrame
5.给ARSCNView的scene添加一个子节点（3D物体模型）
ARSessionConfiguration捕捉相机3D位置的意义就在于能够在添加3D物体模型的时候计算出3D物体模型相对于相机的真实的矩阵位置
在3D坐标系统中，有一个世界坐标系和一个本地坐标系。类似于UIView的Frame和Bounds的区别，这种坐标之间的转换可以说是ARKit中最难的部分

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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

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2.在包含技术选项中选择SceneKit

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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

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<code>
//
// ViewController.swift
// 3DARKit初体验
//
// Created by yanliang.zhao on 2017/6/20.
// Copyright © 2017年 Noitom. All rights reserved.
//

import UIKit
import SceneKit
import ARKit

class ViewController: UIViewController, ARSCNViewDelegate {
//ARKit框架用于显示3D显示的预览视图
@IBOutlet var sceneView: ARSCNView!

override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()
    
    // Set the view's delegate
    //设置代理
    sceneView.delegate = self
    
    // Show statistics such as fps and timing information
    //ARKit统计信息
    sceneView.showsStatistics = true
    
    // Create a new scene
    // 使用模型创建节点（scm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）
    let scene = SCNScene(named: "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）
    sceneView.scene = scene
}

override func viewWillAppear(_ animated: Bool) {
    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）
    let configuration = ARWorldTrackingSessionConfiguration()
    
    // Run the view's session
    // 开始启动ARSession会话（启动AR）
    sceneView.session.run(configuration)
}

override func viewWillDisappear(_ animated: Bool) {
    super.viewWillDisappear(animated)
    
    // Pause the view's session
    // 暂停ARSession会话
    sceneView.session.pause()
}

override func didReceiveMemoryWarning() {
    super.didReceiveMemoryWarning()
    // Release any cached data, images, etc that aren't in use.
}

// MARK: - ARSCNViewDelegate

/*
// Override to create and configure nodes for anchors added to the view's session.
func renderer(_ renderer: SCNSceneRenderer, nodeFor anchor: ARAnchor) -> SCNNode? {
let node = SCNNode()

    return node
}

*/

func session(_ session: ARSession, didFailWithError error: Error) {
    // Present an error message to the user
    
}

func sessionWasInterrupted(_ session: ARSession) {
    // Inform the user that the session has been interrupted, for example, by presenting an overlay
    
}

func sessionInterruptionEnded(_ session: ARSession) {
    // Reset tracking and/or remove existing anchors if consistent tracking is required
    
}

}

</code>
<pre>

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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