ARKit從入門到精通（1）-ARKit初體驗

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• 該系列文章共十篇酱床，筆者將由易到難循序漸進的介紹ARKit開發(fā)

• 廢話不多說果元，先看效果

  • 桌子上的綠蘿太孤獨了扩借，給它來一個郁金香陪伴一下吧~

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• 在椅子上擺瓶花吧~

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• 飛機跟著攝像頭移動

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• 臺燈圍繞著攝像機旋轉

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1.1-AR技術簡介

• 增強現實技術（Augmented Reality，簡稱 AR）碌奉，是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像、視頻寒砖、3D模型的技術赐劣，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動。

• 一個最簡單地AR場景實現所需要的技術以及步驟包含如下

  • 1.多媒體捕捉現實圖像：如攝像頭
  • 2.三維建模:3D立體模型
  • 3.傳感器追蹤:主要追蹤現實世界動態(tài)物體的六軸變化哩都，這六軸分別是X魁兼、Y、Z軸位移及旋轉茅逮。其中位移三軸決定物體的方位和大小璃赡，旋轉三周決定物體顯示的區(qū)域。
  • 4.坐標識別及轉換：3D模型顯示在現實圖像中不是單純的frame坐標點献雅，而是一個三維的矩陣坐標碉考。這基本上也是學習AR最難的部分，好在ARKit幫助我們大大簡化了這一過程挺身。
  • 4.除此之外侯谁，AR還可以與虛擬物體進行一些交互。

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1.2-ARKit概述及特點介紹

• 1.ARKit是2017年6月6日章钾，蘋果發(fā)布iOS11系統(tǒng)所新增框架,它能夠幫助我們以最簡單快捷的方式實現AR技術功能墙贱。

• 2.ARKit框架提供了兩種AR技術，一種是基于3D場景(SceneKit)實現的增強現實贱傀，一種是基于2D場景(SpriktKit)實現的增強現實

  • 一般主流都是基于3D實現AR技術惨撇，ARKit不僅支持3D游戲引擎SceneKit還支持2D游戲引擎SpriktKit，這一點出乎筆者意料之外

• 3.要想顯示AR效果府寒，必須要依賴于蘋果的游戲引擎框架（3D引擎SceneKit魁衙，2D引擎SpriktKit）报腔，主要原因是游戲引擎才可以加載物體模型。

  • 雖然ARKit框架中視圖對象繼承于UIView剖淀，但是由于目前ARKit框架本身只包含相機追蹤纯蛾，不能直接加載物體模型，所以只能依賴于游戲引擎加載ARKit

• 4.誤區(qū)解讀：ARKit雖然是iOS11新出的框架纵隔，但并不是所有的iOS11系統(tǒng)都可以使用翻诉，而是必須要是處理器A9及以上才能夠使用，蘋果從iPhone6s開始使用A9處理器捌刮，也就是iPhone6及以前的機型無法使用ARKit

• 5.開發(fā)環(huán)境介紹

  • 1.Xcode版本：Xcode9及以上
  • 2.iOS系統(tǒng):iOS11及以上
  • 3.iOS設備：處理器A9及以上（6S機型及以上）
  • 4.MacOS系統(tǒng)：10.12.4及以上（安裝Xcode9對Mac系統(tǒng)版本有要求）
  • 目前只有Bete版本碰煌，鏈接地址:https://developer.apple.com/download/

1.3-ARKit初體驗之3D效果

• 1.打開Xcode9bete版本，新建一個工程绅作，選擇Augmented Reality APP(Xcode9新增),點擊next

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• 2.在包含技術選項中選擇SceneKit

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• 3.此時,Xcode會自動為我們生成一段極其簡潔的AR代碼
  • 本小節(jié)主要體驗一下系統(tǒng)的AR效果拄查，代碼的具體含義以及ARKit框架的架構及具體使用將會在后期介紹

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#import "ViewController.h"

@interface ViewController () <ARSCNViewDelegate>

//ARKit框架中用于3D顯示的預覽視圖
@property (nonatomic, strong) IBOutlet ARSCNView *sceneView;

@end

    
@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // Set the view's delegate
    //設置代理
    self.sceneView.delegate = self;
    
    // Show statistics such as fps and timing information
    //ARKit統(tǒng)計信息
    self.sceneView.showsStatistics = YES;
    
    // Create a new scene
    //使用模型創(chuàng)建節(jié)點（scn格式文件是一個基于3D建模的文件，使用3DMax軟件可以創(chuàng)建棚蓄，這里系統(tǒng)有一個默認的3D飛機）
    SCNScene *scene = [SCNScene sceneNamed:@"art.scnassets/ship.scn"];
    
    // Set the scene to the view
    //設置ARKit的場景為SceneKit的當前場景（SCNScene是Scenekit中的場景，類似于UIView）
    self.sceneView.scene = scene;
}

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    
    // Create a session configuration
    //創(chuàng)建一個追蹤設備配置（ARWorldTrackingSessionConfiguration主要負責傳感器追蹤手機的移動和旋轉）
    ARWorldTrackingSessionConfiguration *configuration = [ARWorldTrackingSessionConfiguration new];
    
    // Run the view's session
    // 開始啟動ARSession會話（啟動AR）
    [self.sceneView.session runWithConfiguration:configuration];
}

- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
    [super viewWillDisappear:animated];
    
    // Pause the view's session
    // 暫停ARSession會話
    [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特點：1.飛機能夠隨著攝像頭位置的變化而看到不同的部位（六軸） 2.飛機能夠隨著攝像頭的遠近進行縮放

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1.2-ARKit初體驗之2D效果

• 示例效果是點擊屏幕碍脏，在中心點生成一個2D AR圖像

• 2D效果的AR與3D效果有一點的區(qū)別

• 1.使用步驟與3D基本類似梭依，在創(chuàng)建Xcode的時候選擇SpriteKit引擎

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• 2.此時Xcode會為我們生成簡潔的2D地圖加載場景

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• 完整代碼

#import "ViewController.h"
#import "Scene.h"

@interface ViewController () <ARSKViewDelegate>

//ARSKView是ARKit框架中負責展示2D AR的預覽視圖
@property (nonatomic, strong) IBOutlet ARSKView *sceneView;

@end


@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // Set the view's delegate
    //設置場景視圖代理
    self.sceneView.delegate = self;
    
    // Show statistics such as fps and node count
    
    //顯示幀率
    self.sceneView.showsFPS = YES;
    //顯示界面節(jié)點（游戲開發(fā)中，一個角色對應一個節(jié)點）
    self.sceneView.showsNodeCount = YES;
    
    // Load the SKScene from 'Scene.sks'
    //加載2D場景（2D是平面的）
    Scene *scene = (Scene *)[SKScene nodeWithFileNamed:@"Scene"];
    
    // Present the scene
    //AR預覽視圖展現場景（這一點與3D視圖加載有區(qū)別）
    [self.sceneView presentScene:scene];
}

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    
    // Create a session configuration
    //創(chuàng)建設備追蹤設置
    ARWorldTrackingSessionConfiguration *configuration = [ARWorldTrackingSessionConfiguration new];
    
    // Run the view's session
    
    //開始啟動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


//點擊界面會調用典尾，類似于touch begin方法  anchor是2D坐標的瞄點
- (SKNode *)view:(ARSKView *)view nodeForAnchor:(ARAnchor *)anchor {
    // Create and configure a node for the anchor added to the view's session.
    
    //創(chuàng)建節(jié)點（節(jié)點可以理解為AR將要展示的2D圖像）
    SKLabelNode *labelNode = [SKLabelNode labelNodeWithText:@"???"];
    //顯示在屏幕中心
    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

• 效果預覽
  • 2D ARKit支持加載emoji表情符號圖片
  • 2D 只有3軸（X/Y移動役拴，Z軸放大和縮小）钾埂，旋轉的情況下不會有效果（因為2D的圖像只是一個平面圖形）

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• 下一小節(jié)將會ARKit架構及API介紹:[ARKit從入門到精通（2）-ARKit工作原理及流程介紹]http://www.reibang.com/p/0492c7122d2f