AR技術也被稱為虛擬現實技術。AR技術是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合的技術,廣泛運用于多媒體、智能交互、傳感等多種技術手段,將計算機生成的文字、圖像等虛擬信息模擬仿真后應用到真實世界中。
AR技術是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合的技術,廣泛運用了多媒體、三維建模、實時跟蹤及注冊、智能交互、傳感等多種技術手段,將計算機生成的文字、圖像、三維模型、音樂、視頻等虛擬信息模擬仿真后,應用到真實世界中,兩種信息互為補充,從而實現對真實世界的“增強”。
工作原理:
AR的三大技術要點:三維注冊(跟蹤注冊技術)、虛擬現實融合顯示、人機交互。其流程是首先通過攝像頭和傳感器將真實場景進行數據采集,并傳入處理器對其進行分析和重構,再通過AR頭顯或智能移動設備上的攝像頭、陀螺儀、傳感器等配件實時更新用戶在現實環境中的空間位置變化數據,從而得出虛擬場景和真實場景的相對位置,實現坐標系的對齊并進行虛擬場景與現實場景的融合計算,最后將其合成影像呈現給用戶。
用戶可通過AR頭顯或智能移動交互設備采集控制信號,并進行相應的人機交互及信息更新,實現增強現實的交互操作。
其中,三維注冊是AR技術之核心,即以現實場景中二維或三維物體為標識物,將虛擬信息與現實場景信息進行對位匹配,即虛擬物體的位置、大小、運動路徑等與現實環境必須完美匹配,達到虛實相生的地步。
目前,ar的結束方案主要有三個:google開發的ARCore,蘋果的arkit,以及高通的vuforia。
他們的優缺點:
ARKit:你只能為 iPhone 和 iPad 開發 AR 應用程序。更具體地說,從 iPhone 6s 開始的 iPhone 和從 iPad Pro 開始的 iPad。
雖然這似乎令人失望,但至少有以下三個原因:
- 原因#1:你仍然可以在使用Unity 的 AR Foundation 框架為其他平臺進行開發時使用 ARKit。
- 原因#2:AppStore 更加商業化。盡管世界上有更多的 Android 小工具,但 Apple 用戶在 AppStore 上的花費是Google Play Store Market 上的1.9 倍。
- 原因#3:鑒于Apple 軟件與 Apple 硬件密切相關,當你使用 ARKit 為 iOS 設備進行開發時,可能會遇到較少的摩擦。
ARKit 于 2017 年與 IOS 11 一起發布。 當時,在開發 AR 應用程序時,你應該使用 Apple 的 SceneKit 開發框架,該框架構建了 ARKit 的第一個版本。
鑒于SceneKit 于 2012 年發布,早在 AR 興起之前很久,它對于嚴格的 AR 應用程序和更高級的游戲引擎(如 Unity)來說效率較低。然而,它完成了一段時間的工作,大多數開發人員使用它來將 AR 體驗添加到他們的 3D iOS 應用程序中。
AR框架比較指南:最近,發生了很多變化。雖然 SceneKit 在去年幾乎為零更新,但就在幾個月前,Apple 發布了第三版 ARKit,其中包含一個新的僅限 AR 的框架 RealityKit。
ARKit 3 具有多項新功能,例如:
- 人物遮擋:3D AR 內容真實地穿過現實世界中的人的身后和身前
- 一次最多追蹤三張臉
- 動作捕捉:使用姿勢和手勢作為AR 應用程序的輸入,創建直接與人體動作交互的內容
ARKit 3 的另一個突出特點是Reality Composer。簡而言之,Reality Composer 是一種可視化工具,可讓你快速將 3D 對象添加到場景中,而無需過多的編碼或建模。
使用Reality Composer,你可以通過將 AR 內容添加到你的應用程序中來創建快速的 AR 原型。
什么是ARCore?
簡而言之,ARCore是谷歌對蘋果 ARKit 的回應。它是一個用于創建增強現實應用程序的開發平臺,于 2018 年初發布。 SDK 在 Google Play Services for AR 上運行,在下載開發工具之前,你必須同意其條款和條件。
ARCore 是 Google 第一個增強現實計算平臺 Tango(或也稱為 Project Tango)的繼承者。該平臺支持 4 年,直到谷歌于 2018 年 3 月 1 日關閉支持以支持 ARCore 平臺。
哪個AR框架最好?起初,ARCore 主要關注 Android 作為創建 AR 體驗的主要平臺。鑒于兩者都是由谷歌開發的,這個目標是很自然的。
然而,在過去兩年中,ARCore 的影響范圍擴大了。如今,ARCore 具有多個 API,可讓你為 iOS 和 Android 創建 AR 功能體驗。
該平臺還可以與流行的游戲引擎Unity3D 和 Unreal Engine 一起使用。
AR框架比較指南:ARCore 提供了三個主要功能,可讓你構建強大而豐富的 AR 項目:
- 運動跟蹤:不僅要將虛擬對象放入現實世界,還要確保它們從各個角度看起來都逼真,這一點至關重要。ARCore 通過將渲染 3D 內容的虛擬 3D 攝像頭與設備的攝像頭對齊來確保這一點(第一次會要求你在手機上打開攝像頭權限)。
- 環境理解:ARCore 檢測平面和特征點,因此你可以將虛擬對象正確地放置在真實的平面上。例如,桌子或墻壁上的物體。
- 光線估計:使用手機的攝像頭,ARCore 可以檢測物理世界中當前的光照位置。然后 ARCore 以與真實物體相同的方式照亮虛擬物體,增加了真實感。
如何使用ARCore
由于ARCore 在 Android、iOS 和游戲引擎環境中具有多個 API,因此確切的 ARCore 工作流程將取決于你的目標平臺。
例如,要將ARCore 與 Unity3D 一起使用,你需要安裝ARCore Unity SDK。對于Unreal Engine 4,你必須將Google 的存儲庫克隆或添加到你當前的UE 項目中。
幸運的是,developers.google提供了關于如何在所有支持的平臺中使用ARCore 的大量文檔。Google 會不斷更新其網站上支持的設備列表,因此請務必檢查你的目標設備是否支持ARCore。
你可以按照以下教程在Unity 中構建簡單的 ARCore 應用程序。該視頻演示了一種交互式報紙,其體驗類似于《紐約時報》AR 應用程序中的體驗:
使用ARCore 開發的項目
幾乎所有使用ARKit 開發的 AR 應用程序都有使用 ARCore 開發的對應應用程序。然而,谷歌正在積極地用 AR 功能豐富他們的原生應用程序,從而在他們的生態系統中激發新一代的 AR 項目。
下面是其中的一些例子。
導航系統
自2018 年以來,谷歌一直在谷歌地圖中展示增強現實體驗。
它就像一個魅力——只需打開谷歌地圖實時視圖,當你的相機指向一個物理位置時,方向就會出現。
Vuforia
什么是Vuforia?
Vuforia 是市場上歷史最悠久的 AR 公司之一。在 2015 年被 PTC Inc. 收購后,Vuforia 擴展了其面向 AR 的工具系列。這些工具現在包括Vuforia Engine和Vuforia Studio 等產品,它們都用于AR 應用程序的開發。
當前的第8 版 Vuforia Engine 展示了無標記 AR 的進步。這意味著與 Vuforia Engine 的先前版本相比,你放置在物理環境中的虛擬對象更加穩定。
它還提供模型目標,這是一項允許從多個視圖識別多個模型的功能。即刻。
觀看這段12 秒的視頻,了解它是如何工作的。
以下是可用于運行Vuforia Engine 項目的設備列表:
自2017 年以來,Vuforia Engine 已直接與 Unity3D 集成,可以更輕松地直接在游戲引擎內創建 AR 項目。
你還可以通過XCode將Vuforia Engine 與 iOS 、通過Vuforia Android SDK 的Android Studio和 Visual Studio 一起使用。
另一方面,Vuforia Studio是一個獨立的拖放應用程序,用于構建AR 體驗,無需大量編程或設計技能。
為了節省時間,你可以使用以前創建的3D CAD 和動畫序列。然后,你可以將它們與 2D 內容結合起來,以創建諸如 AR 演示之類的內容,并在你的設備屏幕上彈出說明。
如何使用Vuforia
Vuforia Engine 主要用于 Unity3D 游戲引擎,因此你可以在 Unity3D 官方論壇和Vuforia網站上找到大量的開發文檔。
下面是一個基本教程,將教你如何使用Vuforia Engine 8 和 Unity3D 的游戲引擎在房間的地板上放置一個虛擬盒子:
使用Vuforia 開發的項目
以下是使用Vuforia Engine 開發的一些最有趣的 AR 應用程序。
醫療診斷
Vuforia 開發人員能夠創建一個醫療AR 應用程序,該應用程序將患者的3D 打印心臟作為標記模型,并在其上構建多層解剖結構。檢查心臟的醫生然后能夠觀察心臟的特定點,從而詳細研究該患者的主動脈夾層。
AR 應用程序允許醫生只 3D 打印心臟的特定部分,而不必花時間 3D 打印完整的病理。通過只打印他們需要的東西,醫生可以只關注最重要的領域。
該應用程序的未來版本可能包括完全動畫和跳動的心臟,以便臨床醫生可以在3D 打印模型上以數字方式練習他們的超聲心動圖技能。
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