【AR实验室】ARToolKit之概述篇

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0x00 - 前言


我从去年就现在开始了对AR(Augmented Reality)技术比较关注,以后 去年AR行业老要居于偶尔发声的状况,丝毫这麼 其"异姓同名"的兄弟VR(Virtual Reality)火爆。至于MR(Mixed Reality)更像是Google Glass事情前一天对AR的洗白。以后 今年AR行业出了件大事,没错,别左右看到,说的就你这麼 —— Pokemon GO。未必不讨论这款游戏是也有AR游戏,毕竟争议挺大,以后 这款游戏觉得是让AR火了一把。AR应用开发貌似也有了燎原之势。

0x01 - AR技术定义


目前对AR技术的常见理解越多越多 CV(Computer Vision)+CG(Computer Graphic)。CV的土办法越多越多,简单些比如FREAK+ICP(ARToolKit中的NFT),复杂性些越多越多 SLAM(Magic Leap)。CG就没那此好说的,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。从你你什儿 点上来说Pokemon GO觉得这麼算作AR游戏,毕竟人家越多越多 基于LBS的。

知乎上有另有另有一个话题 - 让他给你们歌词 都 儿说下AR的昨天今天明天能这麼吗?欢迎同去讨论 关于未来的AR底部形态?里边提到了AR什儿 被广泛接受的定义:

1. 什儿 是Paul Milgram和Fumio Kishino于1994年定义的“现实-虚拟连续体”。你们歌词 都 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),而居于里边的每项叫做混合实境。

2. 另外什儿 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有另有一个具体底部形态: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/5100058935

来源:知乎

著作权归作者所有,转载请联系作者获得授权。

可能性从这另有另有一个定义来说,Pokemon GO也是能这麼算什儿 简单形式的AR游戏,为宜给人在感官上的体验是符合AR的。其觉得我知道越多越多人认为下面另有另有一个才叫AR……以后 你们歌词 都 儿还是要有信心的嘛!

这里我表达一下我我其他人 对AR的看法:

不管是vision based还是LBS,AR在技术上的目标觉得越多越多 建立另有另有一个和现实场景1:1的虚拟世界。从CG的深度图,AR最关键的技术点是建立另有另有一个相机坐标系,不还里能获取到现实场景中相应的模型信息(网格、位姿、材质等等)。这麼 vision based的土办法目前能这麼做到对于可能性注册过的识别对象,是能这麼获取到它在相机坐标系中的位姿信息。而LBS的土办法更符合一般CG开发的流程,首先利用GPS建立另有另有一个世界坐标系,就能这麼获取到每个物体在世界坐标系的位置(包括相机),可你这麼就能这麼将那此物体转化到相机坐标系中,思路差越多是另有另有一个,越多越多 精度上居于一定问题报告 报告 。目前给AR下另有另有一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能这麼与否AR。

0x02 - AR技术现状


觉得里边提到了越多越多次Pokemon GO,以后 LBS的AR系统并也有让他研究的重点,毕竟从目前来看vision based的AR系统才是主流。以后 局限于我我其他人 的见识,只使用过Vuforia、EasyAR、ARToolKit。你们歌词 都 儿有兴趣语录,能这麼看一下知乎上的讨论 - 有那此比较优秀的AR开源项目,可能性SDK?

Vuforia这麼说,商业SDK,支持的底部形态也比较多,好像能这麼支持3D Object Tracking,具体支持到那此程度,还这麼 尝试,你们歌词 都 儿感兴趣能这麼登录Vuforia官网。EasyAR是国内的一款SDK,AR识别性能还是要赞另有另有一个,你们歌词 都 儿能这麼去看EasyAR官网视频,还是很真实地反映了其性能(不像Magic Leap前一天那个鲸鱼的视频),我其他人 还是很看好的,比起Vuforia最大优势是免费使用时不都要水印(^_^;)。而ARToolKit相对上述另有另有一个SDK在识别性能和底部形态上表现的也有很突出,以后 ARToolKit胜在开源,可能性你都要做其他AR业务扩展,而Vuforia和EasyAR这麼满足你,ARToolKit是另有另有一个很好的选折 。以后 AR其中另有另有一个趋势越多越多 集成到现有App中,这麼 使用Vuforia和EasyAR的代价就比较大了。另外作为另有另有一个学生,抱着研究学习的心态,ARToolKit就再为宜不过了。

所前一天期我还是专注于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系统核心思路是另有另有一个的:

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),获取到可能性相机制造工艺偏差而造成的畸变参数,也越多越多 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。这对里边的底部形态提取步骤有很大作用。

2. 根据相机什儿 的硬件参数,你们歌词 都 儿能这麼计算出相应的投影矩阵(Projection Matrix)。

3. 对待识别的自然图片(也越多越多 任意的一张二维图片)进行底部形态提取,获取到一组底部形态点{P1}。

4. 实时对相机获取到的图像进行底部形态提取,也是一组底部形态点{P2}。

5. 使用ICP(Iterative Closest Point)算法来迭代求解这两组底部形态点的RT矩阵(Rotation&Translation),即Pose矩阵,也越多越多 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),就能这麼进行图形绘制了。

0x04 - ARToolKit支持底部形态


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

  • 自然图片外理

你你什儿 应用比较广泛,对用户的限制也会小越多越多。不过最好使用其他底部形态比较明显的图像,效果会更好。

  • Marker/MultiMarker

这是什儿 经过特殊外理的图像,都要在边缘邮邮寄国际邮邮寄包裹两层,最外侧是邮邮寄国际邮邮寄包裹了白色/浅色边缘,内侧是邮邮寄国际邮邮寄包裹了黑色边缘,你们歌词 都 儿猜不还里能猜出来另有另有一个做主越多越多 提高识别度,同去也方便计算Pose(可能性能这麼直接提取边缘来计算Pose)。如下图:

  • 2D BarCode(二维码)

你你什儿 没那此好说的,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,你不还里能这麼使用OpenGL ES进行绘制。毕竟你们歌词 都 儿只都要获取到了MVP矩阵,理论上绘制每项是能这麼完整版分开的。

0x05 - 参考资料


  • 让他给你们歌词 都 儿说下AR的昨天今天明天能这麼吗?欢迎同去讨论 关于未来的AR底部形态?
  • 有那此比较优秀的AR开源项目,可能性SDK?

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