基于Vuforia开发简单的AR作品

在5月16日的分享会上，厉嘉臣学长为大家简单介绍了一下移动端AR的概况，并且基于Vuforia平台制作了一个简单的AR demo。

厉嘉臣学长首先给大家介绍了一下AR的相关原理。增强现实（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。而目前移动端的AR相对比较简单，其实就是用摄像机捕捉到真实世界的某块平面，然后把这块平面与摄像机的相对位置传送给程序，最后把虚拟物体投射到这块平面上，就能达到一个简单的增强现实效果了。需要达到这样的效果需要有相应的技术支持，这就是我们所谓的AR应用程序软件平台（AR SDK）。

AR SDK基本分为几个主要功能。

1）动作捕捉：使用手机的传感器和相机，ARCore可以准确感知手机的位置和姿态，并改变显示的虚拟物体的位置和姿态

2）环境感知：感知平面，比如你面前的桌子、地面，在虚拟空间中准确复现这个平面

3）光源感知：使用手机的环境光传感器，感知环境光照情况，对应调整虚拟物体的亮度、阴影和材质，让它看起来更融入环境。

目前市面上有三款比较主流的AR SDK能支持unity进行AR的开发。分别是Vuforia，ARcore和ARkit。

ARcore是谷歌公司研发的AR SDK，软件开发者现在就可以下载它去开发Android平台上的增强现实应用，或者为他们的App增加增强现实功能。ARcore支持动作捕捉，环境感知与光源感知。是一个比较完善的AR SDK。缺陷在于目前只支持谷歌手机以及新版的三星手机，能支持的手机不多，开发成本略高。

ARkit是苹果公司研发的AR SDK，同样也支持动作捕捉，环境感知与光源感知，支持ARKit的iOS设备为iPhone SE、iPhone6s、iPhone 6s Plus、iPhone 7、iPhone 7 Plus、iPad Pro (所有型号)、9.7英寸iPad(2017款)。缺点在于开发成本也相对昂贵，除了需要一部支持ARkit的设备以外，还需要一台支持苹果系统的电脑以及一个一年99美元的开发者账户。

Vuforia相对前几者而言相对简单，适合初级入门。它的原理其实就是图像识别，通过分析一张图片来确定一个平面，然后在这个平面上进行创作。不过目前暂不支持环境感知与光源感知，必须要通过特定的图片来识别平面，Vuforia的优势在于识别出来的平面相对而言比较稳定，只要摄像机能捕捉到有图片，那识别的平面基本不会出现抖动或者错位，这一点是环境感知暂时无法超越的地方。除此之外，Vuforia开发成本相对较低，并且支持大多数安卓系统。

在介绍完AR的相关知识之后，厉嘉臣学长以Vuforia为例，把整个制作AR程序的流程介绍了一遍。首先需要上Vuforia的官网上传一张你需要识别的图片。

以上图为例，图片上传完成之后，网站会自动帮你分析这张图片的识别度高不高，是否有可观的识别点来进行后续的平面识别计算，网站会进行一个星级评判，星级越高，图像识别能力越强。

该图的分析结果为四颗星，图片中的黄色十字星代表了这张图片的识别点，程序会根据这些识别点的相对位置识别出是否是这张图片，并且根据这些识别点的位置生成一个平面。确定图片可用之后就可以下载网站为该图片生成的package包，直接导入unity即可。

进入unity后，需要在unity的playersettings中勾选Vuforia Augmented Reality Supported可用，然后删除场景中的默认Camera，新建Vuforia的ARCamera和Vuforia的ImageTarget，在ARCamera中需要输入Vuforia账户的序列号，然后在ImageTarget中的Database选中需要识别的图片即可。最后只需要把需要展示的物体或者游戏场景放在ImageTarget下就可以了。

以下是最后的效果。

（审稿：柳喆俊）