【AR实验室】ARToolKit之概述篇

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0x00 - 前言


我从去年就开始英语 英文对AR(Augmented Reality)技术比较关注,因此去年AR行业老要居于偶尔发声的状况,丝毫沒有其"异姓同名"的兄弟VR(Virtual Reality)火爆。至于MR(Mixed Reality)更像是Google Glass事情那我对AR的洗白。因此今年AR行业出了件大事,没错,别左右看了,说的全是你在 —— Pokemon GO。暂且不讨论这款游戏是全是AR游戏,毕竟争议挺大,因此这款游戏我觉得是让AR火了一把。AR应用开发貌似全是了燎原之势。

0x01 - AR技术定义


目前对AR技术的常见理解因此CV(Computer Vision)+CG(Computer Graphic)。CV的法律法律依据只是,简单些比如FREAK+ICP(ARToolKit中的NFT),繁复些因此SLAM(Magic Leap)。CG就没哪些地方好说的,利用CV算法获取到的图形相关信息(比如CG中的模型矩阵、视图矩阵、投影矩阵)进行绘制。从你这个点上来说Pokemon GO我觉得不能算作AR游戏,毕竟人家因此基于LBS的。

知乎上有一另2个话题 - 因此我应该 给亲戚当我们我们说下AR的昨天今天明天后能 吗?欢迎一起去讨论 关于未来的AR形状?里面提到了AR这个 被广泛接受的定义:

1. 这个 是Paul Milgram和Fumio Kishino于1994年定义的“现实-虚拟连续体”。亲戚当我们我们描述了从真实环境到虚拟环境的连续体。如图1-2所示,真实场景和虚拟场景分布在两端,在这两者之间接近真实环境的是增强现实,接近虚拟场景的是增强虚拟(扩增虚境),而居于里面的次责叫做混合实境。

2. 另外这个 定义是1997年北卡大学的Ronald Azuma提出的增强现实的定义。他认为增强现实技术应具有另2个具体形状:三维注册、虚实融合以及实时交互。

作者:AR学院归海

链接:https://www.zhihu.com/question/33214635/answer/510058935

来源:知乎

著作权归作者所有,转载请联系作者获得授权。

因此从你这该人所有 定义来说,Pokemon GO也是后能 算这个 简单形式的AR游戏,共要给人在感官上的体验是符合AR的。其觉得我知道只是人认为下面那我才叫AR……因此亲戚当我们我们还是要有信心的嘛!

这里我表达一下我买车人对AR的看法:

不管是vision based还是LBS,AR在技术上的目标我觉得因此建立一另2个和现实场景1:1的虚拟世界。从CG的淬硬层 ,AR最关键的技术点是建立一另2个相机坐标系,不能获取到现实场景中相应的模型信息(网格、位姿、材质等等)。沒有vision based的法律法律依据目前后能 做到对于因此注册过的识别对象,是后能 获取到它在相机坐标系中的位姿信息。而LBS的法律法律依据更符合一般CG开发的流程,首先利用GPS建立一另2个世界坐标系,就后能 获取到每个物体在世界坐标系的位置(包括相机),那我你就后能 将哪些地方地方物体转化到相机坐标系中,思路差沒有来太大是那我,因此精度上居于一定大问题。目前给AR下一另2个精准的定义还太早,我认为用户感官上觉得是虚实融合就后能 是否AR。

0x02 - AR技术现状


觉得里面提到了只是次Pokemon GO,因此LBS的AR系统并全是因此我应该 研究的重点,毕竟从目前来看vision based的AR系统才是主流。因此局限于我买车人的见识,只使用过Vuforia、EasyAR、ARToolKit。亲戚当我们我们有兴趣话语,后能 看一下知乎上的讨论 - 哪些地方地方比较优秀的AR开源项目,因此SDK?

Vuforia沒有说,商业SDK,支持的形状也比较多,好像后能 支持3D Object Tracking,具体支持到哪些地方程度,还沒有尝试,亲戚当我们我们感兴趣后能 登录Vuforia官网。EasyAR是国内的一款SDK,AR识别性能还是要赞一另2个,亲戚当我们我们后能 去看EasyAR官网视频,还是很真实地反映了其性能(不像Magic Leap那我那个鲸鱼的视频),买车人还是很看好的,比起Vuforia最大优势是免费使用老要要水印(^_^;)。而ARToolKit相对上述另2个SDK在识别性能和形状上表现的全是很突出,因此ARToolKit胜在开源,因此你时要做因此 AR业务扩展,而Vuforia和EasyAR不能满足你,ARToolKit是一另2个很好的取舍。因此AR其中一另2个趋势因此集成到现有App中,沒有使用Vuforia和EasyAR的代价就比较大了。另外作为一另2个学生,抱着研究学习的心态,ARToolKit就再共要不过了。

所那我期我还是专注于ARToolKit的研究上,听说今年秋天ARToolKit6将发布,还是很期待的,ARToolKit官网链接请戳。

0x03 - ARToolKit概述


ARToolKit系统核心思路是那我的:

下面以NFT(自然图片追踪,Natural Feature Tracking)为例,简述AR实现流程

1. 通过相机校准(标定),获取到因此相机制造工艺偏差而造成的畸变参数,也因此相机内参(intrinsic matrix),来复原相机模型的3D空间到2D空间的一一对应关系。这对里面的形状提取步骤有很大作用。

2. 根据相机这个 的硬件参数,亲戚当我们我们后能 计算出相应的投影矩阵(Projection Matrix)。

3. 对待识别的自然图片(也因此任意的一张二维图片)进行形状提取,获取到一组形状点{P1}。

4. 实时对相机获取到的图像进行形状提取,也是一组形状点{P2}。

5. 使用ICP(Iterative Closest Point)算法来迭代求解这两组形状点的RT矩阵(Rotation&Translation),即Pose矩阵,也因此图形学中常说的模型视图矩阵(Model View Matrix)。

6. 有了MVP矩阵(Model View Projection),就后能 进行图形绘制了。

0x04 - ARToolKit支持形状


目前来说,ARToolKit支持自然图片/Marker/2D BarCode的识别。

  • 自然图片处理

你这个应用比较广泛,对用户的限制也会小只是。不过最好使用因此 形状比较明显的图像,效果会更好。

  • Marker/MultiMarker

这是这个 经过特殊处理的图像,时要在边缘邮邮寄邮包两层,最外侧是邮邮寄邮包了白色/浅色边缘,内侧是邮邮寄邮包了黑色边缘,亲戚当我们我们猜不能猜出来那我做主因此提高识别度,一起去也方便计算Pose(然里不能直接提取边缘来计算Pose)。如下图:

  • 2D BarCode(二维码)

你这个没哪些地方好说的,最常见的。

另外ARToolKit目前支持的渲染引擎是OSG(OpenSceneGraph),不过版本比较低。当然,你也后能 使用OpenGL ES进行绘制。毕竟亲戚当我们我们只时要获取到了MVP矩阵,理论上绘制次责是后能 删改分开的。

0x05 - 参考资料


  • 因此我应该 给亲戚当我们我们说下AR的昨天今天明天后能 吗?欢迎一起去讨论 关于未来的AR形状?
  • 哪些地方地方比较优秀的AR开源项目,因此SDK?