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ARKit从入门到精通(4)-ARKit全框架API大全

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坤小
2017.06.12 20:32* 字数 1093

<h2 id="1.1">1.1-ARKit框架简介

  • 再上一小节中,相信大家已经对<ARKit>框架的使用及原理有了一个全局的认识,为了能够更加深入的研究学习ARKit技术,所以笔者本小节主要介绍<ARKit>框架中所有的API

    • 本篇主要翻译自苹果官方文档,适当加上一些笔者的见解
  • ARKit框架类图

0501.png

<h2 id="1.2">1.2-ARAnchor</h2>

  • ARAnchor表示一个物体在3D空间的位置和方向(ARAnchor通常称为物体的3D锚点,有点像UIKit框架中CALayer的Anchor)
    • ARFrame表示的也是物体的位置和方向,但是ARFrame通常表示的是AR相机的位置和方向以及追踪相机的时间,还可以捕捉相机的帧图片
      • 也就是说ARFrame用于捕捉相机的移动,其他虚拟物体用ARAnchor

@interface ARAnchor : NSObject <NSCopying>

/**
 标识符
 */
@property (nonatomic, readonly) NSUUID *identifier;

/**
 锚点的旋转变换矩阵,定义了锚点的旋转、位置、缩放。是一个4x4的矩阵(读者可以自行科普什么叫4x4矩阵)
 */
@property (nonatomic, readonly) matrix_float4x4 transform;

/**
 构造方法,一般我们无需构造。因为添加一个3D物体时ARKit会有代理告知我们物体的锚点
 */
- (instancetype)initWithTransform:(matrix_float4x4)transform;

@end


<h2 id="1.3">1.3-ARCamera</h2>

  • *AR相机,该类API较多,并且理解比较困难,将会在后续小节单独介绍
    • 该类非常重要,且API较多,将在后续小节介绍

<h2 id="1.4">1.4-ARError</h2>

  • ARError是一个描述ARKit错误的类,这个错误来源于几个方面,例如设备不支持,或者当相机常驻后台时ARSession会断开等问题

//作用域,一般会表示是哪一个类出现问题
NSString *const ARErrorDomain;

//错误码描述  100:不支持会话追踪配置,主线由于A9芯片以下的机型会报错   101:失活状态 102:传感器故障  200:追踪失败
typedef NS_ERROR_ENUM(ARErrorDomain, ARErrorCode) {
    /** Unsupported session configuration. */
    ARErrorCodeUnsupportedConfiguration   = 100,
    
    /** A sensor required to run the session is not available. */
    ARErrorCodeSensorUnavailable          = 101,
    
    /** A sensor failed to provide the required input. */
    ARErrorCodeSensorFailed               = 102,
    
    /** World tracking has encountered a fatal error. */
    ARErrorCodeWorldTrackingFailed        = 200,
};

<h2 id="1.5">1.5-ARFrame</h2>

  • ARFrame主要是追踪相机当前的状态,这个状态不仅仅只是位置,还有图像帧及时间等参数

@interface ARFrame : NSObject <NSCopying>

/**
时间戳.
 */
@property (nonatomic, readonly) NSTimeInterval timestamp;

/**
 缓冲区图像帧
 */
@property (nonatomic, readonly) CVPixelBufferRef capturedImage;

/**
相机(表示这个ARFrame是哪一个相机的,iPhone7plus有两个摄像机)
 */
@property (nonatomic, copy, readonly) ARCamera *camera;

/**
 返回当前相机捕捉到的锚点数据(当一个3D虚拟模型加入到ARKit中时,锚点值得就是这个模型在AR中的位置)
 */
@property (nonatomic, copy, readonly) NSArray<ARAnchor *> *anchors;

/**
灯光,详情可见本章节ARLightEstimate类介绍(指的是灯光强度 一般是0-2000,系统默认1000)
 */
@property (nonatomic, copy, nullable, readonly) ARLightEstimate *lightEstimate;

/**
特征点(应该是捕捉平地或者人脸的,比较苹果有自带的人脸识别功能)
 */
@property (nonatomic, nullable, readonly) ARPointCloud *rawFeaturePoints;

/**
根据2D坐标点搜索3D模型,这个方法通常用于,当我们在手机屏幕点击某一个点的时候,可以捕捉到这一个点所在的3D模型的位置,至于为什么是一个数组非常好理解。手机屏幕一个是长方形,这是一个二维空间。而相机捕捉到的是一个由这个二维空间射出去的长方体,我们点击屏幕一个点可以理解为在这个长方体的边缘射出一条线,这一条线上可能会有多个3D物体模型
point:2D坐标点(手机屏幕某一点)
ARHitTestResultType:捕捉类型  点还是面
(NSArray<ARHitTestResult *> *):追踪结果数组  详情见本章节ARHitTestResult类介绍

 */
- (NSArray<ARHitTestResult *> *)hitTest:(CGPoint)point types:(ARHitTestResultType)types;

/**
相机窗口的的坐标变换(可用于相机横竖屏的旋转适配)
 */
- (CGAffineTransform)displayTransformWithViewportSize:(CGSize)viewportSize orientation:(UIInterfaceOrientation)orientation;

@end

<h2 id="1.6">1.6-ARHitTestResult</h2>

  • ARHitTestResult:点击回调结果,这个类主要用于虚拟增强现实技术(AR技术)中现实世界与3D场景中虚拟物体的交互。 比如我们在相机中移动。拖拽3D虚拟物体,都可以通过这个类来获取ARKit所捕捉的结果

//捕捉类型枚举
typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, ARHitTestResultType) {
    /** 点. */
    ARHitTestResultTypeFeaturePoint              = (1 << 0),
    
    /** 水平面 y为0. */
    ARHitTestResultTypeEstimatedHorizontalPlane  = (1 << 1),
    
    /** 已结存在的平面. */
    ARHitTestResultTypeExistingPlane             = (1 << 3),
    
    /** 已结存在的锚点和平面. */
    ARHitTestResultTypeExistingPlaneUsingExtent  = (1 << 4),
} NS_SWIFT_NAME(ARHitTestResult.ResultType);

/**
捕捉类型
 */
@property (nonatomic, readonly) ARHitTestResultType type;

/**
 3D虚拟物体与相机的距离(单位:米)
 */
@property (nonatomic, readonly) CGFloat distance;

/**
本地坐标矩阵(世界坐标指的是相机为场景原点的坐标,而每一个3D物体自身有一个场景,本地坐标就是相对于这个场景的坐标)类似于frame和bounds的区别
 */
@property (nonatomic, readonly) matrix_float4x4 localTransform;

/**
世界坐标矩阵
 */
@property (nonatomic, readonly) matrix_float4x4 worldTransform;

/**
 锚点(3D虚拟物体,在虚拟世界有一个位置,这个位置参数是SceneKit中的SCNVector3:三维矢量),而锚点anchor是这个物体在AR现实场景中的位置,是一个4x4的矩阵
 */
@property (nonatomic, strong, nullable, readonly) ARAnchor *anchor;

@end

<h2 id="1.7">1.7-ARLightEstimate</h2>

  • ARLightEstimate是一个灯光效果,它可以让你的AR场景看起来更加的好

@interface ARLightEstimate : NSObject <NSCopying>

/**
灯光强度  范围0-2000 默认1000
 */
@property (nonatomic, readonly) CGFloat ambientIntensity;

@end

<h2 id="1.8">1.8-ARPlaneAnchor</h2>

  • ARPlaneAnchor是ARAnchor的子类,笔者称之为平地锚点。ARKit能够自动识别平地,并且会默认添加一个锚点到场景中,当然要想看到真实世界中的平地效果,需要我们自己使用SCNNode来渲染这个锚点
    • 锚点只是一个位置

/**
平地类型,目前只有一个,就是水平面
 */
@property (nonatomic, readonly) ARPlaneAnchorAlignment alignment;

/**
3轴矢量结构体,表示平地的中心点  x/y/z
 */
@property (nonatomic, readonly) vector_float3 center;

/**
3轴矢量结构体,表示平地的大小(宽度和高度)  x/y/z
 */
@property (nonatomic, readonly) vector_float3 extent;

@end

<h2 id="1.9">1.9-ARPointCloud</h2>

  • ARPointCloud:点状渲染云,主要用于渲染场景

@interface ARPointCloud : NSObject <NSCopying>

/**
 点的数量
 */
@property (nonatomic, readonly) NSUInteger count;

/**
每一个点的位置的集合(结构体带*表示的是结构体数组)
 */
@property (nonatomic, readonly) const vector_float3 *points;

@end

<h2 id="1.10">1.10-ARSCNView</h2>

  • AR视图,在第一小节笔者介绍过,ARKit支持3D的AR场景和2D的AR场景,ARSCNView是3D的AR场景视图

    • 该类非常重要,且API较多,将在后续小节介绍
  • 该类是整个ARKit框架中唯一两个有代理的类其中之一

<h2 id="1.11">1.11-ARSession</h2>

  • AR会话,它的作用已经在前面小节中介绍,这里不再累述

    • 该类非常重要,且API较多,将在后续小节介绍
  • 该类是整个ARKit框架中唯一两个有代理的类其中之一

<h2 id="1.12">1.12-ARSessionConfiguration</h2>

  • ARSessionConfiguration会话追踪配置,主要就是追踪相机的配置
    • 注意:该类还有一个子类:ARWorldTrackingSessionConfiguration,它们在同一个API文件中

//会话追踪配置类
@interface ARSessionConfiguration : NSObject <NSCopying>

/**
当前设备是否支持,一般A9芯片以下设备不支持
 */
@property(class, nonatomic, readonly) BOOL isSupported;

/**
会话的对其方式,这里的对其指的是3D世界的坐标。枚举值见下方
 */
@property (nonatomic, readwrite) ARWorldAlignment worldAlignment;

/**
是否需要自适应灯光效果,默认是YES
 */
@property (nonatomic, readwrite, getter=isLightEstimationEnabled) BOOL lightEstimationEnabled;

@end


//世界会话追踪配置,苹果建议我们使用这个类,这个子类只有一个属性,也就是可以帮助我们追踪相机捕捉到的平地
@interface ARWorldTrackingSessionConfiguration : ARSessionConfiguration

/**
侦查类型。枚举值见下方(默认侦查平地)
 */
@property (nonatomic, readwrite) ARPlaneDetection planeDetection;

@end


//追踪对其方式,这个决定了会话的参考坐标系(参照物)
typedef NS_ENUM(NSInteger, ARWorldAlignment) {
/** 相机位置 vector (0, -1, 0) */
ARWorldAlignmentGravity,

/** 相机位置及方向. vector (0, -1, 0)
 heading :(0, 0, -1) */
ARWorldAlignmentGravityAndHeading,

/** 相机方向. */
ARWorldAlignmentCamera

} NS_SWIFT_NAME(ARSessionConfiguration.WorldAlignment);

/**
侦查类型
/
API_AVAILABLE(ios(11.0)) API_UNAVAILABLE(macos, watchos, tvos)
typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, ARPlaneDetection) {
/
* 不侦查. */
ARPlaneDetectionNone = 0,

/** 平地侦查 */
ARPlaneDetectionHorizontal  = (1 << 0),

} NS_SWIFT_NAME(ARWorldTrackingSessionConfiguration.PlaneDetection);

<h2 id="1.13">1.13-ARSKView</h2>

  • ARSKView也是AR视图,只不过他是2D的,由于2D比3D简单很多,并且ARSKView基本与ARSCNView类似,所以这里不做重复介绍。详细内容可参考ARSCNView
日记本
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