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ARKit从入门到精通(1)-ARKit初体验

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2017-8-24 21:55:59 | 显示全部楼层
  • 该系列文章共十篇,笔者将由易到难循序渐进的介绍ARKit/' target = '_blank' style = 'color: #00F;'>ARKit开发
  • 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
  • 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。

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/

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)viewWillAppearBOOL)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)viewWillDisappearBOOL)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.}
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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
  • 示例效果是点击屏幕,在中心点生成一个2D AR图像
  • 2D效果的AR与3D效果有一点的区别
  • 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)viewWillAppearBOOL)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)viewWillDisappearBOOL)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 *)viewARSKView *)view nodeForAnchorARAnchor *)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"
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