【AR实验室】ARToolKit之概述篇

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0x00 - 前言


我从去年就开始英文英语 对AR(Augmented Reality)技术比较关注,如果 去年AR行业一个劲 居于偶尔发声的情形,丝毫那末其"异姓同名"的兄弟VR(Virtual Reality)火爆。至于MR(Mixed Reality)更像是Google Glass事情如果对AR的洗白。如果 今年AR行业出了件大事,没错,别左右都看,说的就那个她 —— Pokemon GO。很多不讨论这款游戏是并能 AR游戏,毕竟争议挺大,如果 这款游戏觉得是让AR火了一把。AR应用开发貌似并能 了燎原之势。

0x01 - AR技术定义


目前对AR技术的常见理解如果 CV(Computer Vision)+CG(Computer Graphic)。CV的方法如果 ,简单些比如FREAK+ICP(ARToolKit中的NFT),错综复杂些如果 SLAM(Magic Leap)。CG就没那先 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。从這個 点上来说Pokemon GO觉得非要算作AR游戏,毕竟人家如果 基于LBS的。

知乎上有一一3个话题 - 我你都还都都可以给亲戚亲戚朋友说下AR的昨天今天明天还并能吗?欢迎一齐讨论 关于未来的AR行态?底下提到了AR五种被广泛接受的定义:

1. 五种是Paul Milgram和Fumio Kishino于1994年定义的“现实-虚拟连续体”。亲戚亲戚朋友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),而居于底下的偏离 叫做混合实境。

2. 另外五种定义是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一一3个具体行态: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/55058935

来源:知乎

著作权归作者所有,转载请联系作者获得授权。

肯能从這個 一3个定义来说,Pokemon GO也是还并能算五种简单形式的AR游戏,共要给人在感官上的体验是符合AR的。其觉得我知道如果 人认为下面如果 才叫AR……如果 亲戚亲戚朋友还是要有信心的嘛!

这里我表达一下我此人 对AR的看法:

不管是vision based还是LBS,AR在技术上的目标觉得如果 建立一一3个和现实场景1:1的虚拟世界。从CG的角度,AR最关键的技术点是建立一一3个相机坐标系,并能获取到现实场景中相应的模型信息(网格、位姿、材质等等)。那末vision based的方法目前还并能做到对于肯能注册过的识别对象,是还并能获取到它在相机坐标系中的位姿信息。而LBS的方法更符合一般CG开发的流程,首先利用GPS建立一一3个世界坐标系,就还并能获取到每个物体在世界坐标系的位置(包括相机),如果 你就还并能将那先 物体转化到相机坐标系中,思路差很多是如果 ,如果 精度上居于一定问题图片。目前给AR下一一3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还并都还都都可以是AR。

0x02 - AR技术现状


觉得底下提到了如果 次Pokemon GO,如果 LBS的AR系统并并能 我你都还都都可以研究的重点,毕竟从目前来看vision based的AR系统才是主流。如果 局限于我此人 的见识,只使用过Vuforia、EasyAR、ARToolKit。亲戚亲戚朋友有兴趣一句话,还并能看一下知乎上的讨论 - 有那先 比较优秀的AR开源项目,肯能SDK?

Vuforia不在 说,商业SDK,支持的行态也比较多,好像还并能支持3D Object Tracking,具体支持到那先 程度,还那末尝试,亲戚亲戚朋友感兴趣还并能登录Vuforia官网。EasyAR是国内的一款SDK,AR识别性能还是要赞一一3个,亲戚亲戚朋友还并能去看EasyAR官网视频,还是很真实地反映了其性能(不像Magic Leap如果那个鲸鱼的视频),此人 还是很看好的,比起Vuforia最大优势是免费使用时不并能 水印(^_^;)。而ARToolKit相对上述一一3个SDK在识别性能和行态上表现的并能 很突出,如果 ARToolKit胜在开源,肯能你并能 做如果 AR业务扩展,而Vuforia和EasyAR非要满足你,ARToolKit是一一3个很好的选者 。如果 AR其中一一3个趋势如果 集成到现有App中,那末使用Vuforia和EasyAR的代价就比较大了。另外作为一一3个学生,抱着研究学习的心态,ARToolKit就再共要不过了。

所如果期我还是专注于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系统核心思路是如果 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),获取到肯能相机制造工艺偏差而造成的畸变参数,也如果 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。这对底下的行态提取步骤有很大作用。

2. 根据相机五种的硬件参数,亲戚亲戚朋友还并能计算出相应的投影矩阵(Projection Matrix)。

3. 对待识别的自然图片(也如果 任意的一张二维图片)进行行态提取,获取到一组行态点{P1}。

4. 实时对相机获取到的图像进行行态提取,也是一组行态点{P2}。

5. 使用ICP(Iterative Closest Point)算法来迭代求解这两组行态点的RT矩阵(Rotation&Translation),即Pose矩阵,也如果 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),就还并能进行图形绘制了。

0x04 - ARToolKit支持行态


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

  • 自然图片处理

這個 应用比较广泛,对用户的限制也会小如果 。不过最好使用如果 行态比较明显的图像,效果会更好。

  • Marker/MultiMarker

这是五种经过特殊处理的图像,并能 在边缘邮国际包裹两层,最外侧是邮国际包裹了白色/浅色边缘,内侧是邮国际包裹了黑色边缘,亲戚亲戚朋友猜并能猜出来如果 做主如果 提高识别度,一齐也方便计算Pose(肯能还并能直接提取边缘来计算Pose)。如下图:

  • 2D BarCode(二维码)

這個 没那先 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,你也还并能使用OpenGL ES进行绘制。毕竟亲戚亲戚朋友只并能 获取到了MVP矩阵,理论上绘制偏离 是还并能完全分开的。

0x05 - 参考资料


  • 我你都还都都可以给亲戚亲戚朋友说下AR的昨天今天明天还并能吗?欢迎一齐讨论 关于未来的AR行态?
  • 有那先 比较优秀的AR开源项目,肯能SDK?