Google Play Services for AR

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AR增强现实谷歌服务框架 AR开发工具

应用介绍

Google Play Services for AR是谷歌面向安卓系统打造的服务框架，这款软件具备十分强大的实用功能。用户只需启动软件，就能便捷使用谷歌旗下的各类应用，涵盖游戏、小说、音乐、影视等多个领域。同时，软件的界面设计极为简约，各项功能清晰直观，能为用户带来相当出色的使用体验。

此外，Google Play Services for

AR包括用户身份验证、云存储、实时数据库、推送通知等，以简化应用程序的开发和管理，使得用户的操作和使用更加便捷。

Google Play Services for AR快速入门

若要在 Android 平台上开启 ARCore 的使用，你可以运行 ARCore SDK 自带的 hello_ar_kotlin 或 hello_ar_java 示例应用。这些示例应用采用 OpenGL 技术，这是一种用于渲染 2D 和 3D 矢量图形的编程接口。它们会展示出所有检测到的平面，并且支持用户通过点按平面来放置 3D 模型。

1、设置您的开发环境

安装 Android SDK Platform 7.0(API 级别 24)或更高版本的 Android Studio 3.1 版或更高版本。

2、打开示例项目

(1)在 Android Studio 中，克隆 ARCore SDK GitHub 代码库。

为此，您可以采用多种方式：

对于现有的 Android Studio 安装：

从 Git 菜单中选择 Clone。

在 Version control 下拉菜单中，选择 Git 作为版本控制系统。

在 URL 字段中，输入 ARCore GitHub 代码库的以下网址：

https://github.com/google-ar/arcore-android-sdk.git

(2)按如下方式打开一个示例项目(您必须明确打开一个项目才能构建并运行该项目)。

从 File 菜单中选择

Open。

在 arcore-android-sdk/samples 文件夹中，选择 hello_ar_kotlin 或 hello_ar_java 文件夹，然后点击

Open。

3、准备设备或模拟器

您可以在受支持的设备或 Android 模拟器上运行 AR 应用。您必须先在模拟器上更新 AR 服务的 Google Play

服务，然后才能运行该应用。

4、运行示例

确保您的 Android 设备已连接到开发机器，然后点击 Android Studio 中的 Run 。

Android Studio 将您的项目构建为可调试的 APK，安装该 APK，然后在您的设备上运行该应用。

如果适用于 AR 的 Google Play 服务缺失或已过期，系统可能会提示您安装或更新。选择 CONTINUE 可从 Google Play

商店安装它，或按照更新 AR 版 Google Play 服务中的说明手动更新该应用。

借助hello_ar_java应用，您能够在检测到的AR平面上放置一个三维ARCore对象。该应用通过Android GLSurfaceView来实现功能，Android GLSurfaceView可用于渲染相机预览画面以及平面、锚点等基础AR对象。hello_ar_java的示例渲染框架可以在com/google/ar/core/examples/java/common/samplerender路径下找到。

注意：hello_ar_java 中的生命周期方法与 OpenGL 应用中通常提供的生命周期方法不同。为确保您自己的应用的 AR 设置正确无误，请遵循

hello_ar_java 中的生命周期管理逻辑。

5、使用即时展示位置

借助 Instant Placement API，用户无需等待 ARCore 完成表面几何图形的检测，就能直接在屏幕上放置 AR 对象。当用户在环境中持续移动时，系统会对对象的放置位置进行实时优化。一旦 ARCore 可以在 AR 对象所在区域检测到准确的姿态，原本显示的白色对象就会自动更新为姿态精准的状态，并且变得不再透明。

hello_ar_java 中会自动启用 Instant Placement。点按屏幕上的齿轮图标，然后从下拉菜单中选择 Instant

Placement。您应该已经选中 Enable Instant Placement 复选框。

点按屏幕以放置对象。在屏幕上显示全息对象后，请务必继续来回移动设备，以便 ARCore 可以获取关于周围环境的足够数据来准确锚定虚拟对象。

Google Play Services for AR相关基本概念

在深入了解 ARCore 之前，了解一些基本概念会很有帮助。这些概念共同说明了 ARCore

如何实现虚拟内容看起来就像是呈现在真实的表面上或附加到现实世界中的位置一样。

1、运动追踪

当您的手机在现实环境中移动时，ARCore 借助同时定位和映射（SLAM）技术来确定手机与周围世界的相对位置。它会识别摄像头捕捉图像里视觉差异明显的特征（即特征点），并利用这些点来计算自身的位置变动。这些视觉信息会和设备惯性测量单元（IMU）的惯性数据相结合，共同用于推算摄像头在不同时间点相对于现实世界的姿态（包含位置与方向信息）。

通过将渲染 3D 内容的虚拟摄像头的姿势与 ARCore

提供的设备的摄像头姿势对齐，开发者能够从正确的角度渲染虚拟内容。渲染的虚拟图像可以叠加到从设备的相机获取的图像上，使虚拟内容看起来仿佛是现实世界的一部分。

2、环境理解

ARCore 会检测特征点和平面，从而不断提高对现实世界环境的理解。

ARCore 可以查找看起来位于常见水平或垂直表面(例如桌子或墙)上的成簇特征点，并将这些表面作为几何平面提供给您的应用。ARCore

还可以确定每个几何平面的边界，并将这些信息提供给您的应用。您可以使用这些信息将虚拟对象放在平坦的表面上。

由于 ARCore 使用特征点来检测平面，因此可能无法正确检测像白墙一样没有纹理的平坦表面。

3、深度理解

ARCore 可以使用受支持设备中的主 RGB

摄像头创建深度图，其中包含有关表面与给定点之间的距离的数据。您可以使用深度图提供的信息实现沉浸式逼真的用户体验，例如使虚拟对象与观察到的表面准确碰撞，或使虚拟对象出现在真实对象的前面或后面。

4、光估测

ARCore

可以检测其环境光线的相关信息，并为您提供给定摄像头图像的平均光强度和色彩校正。这些信息可让您在与周围环境相同的条件下照亮您的虚拟对象，从而提升其真实感。

5、用户互动

ARCore借助点击测试功能，获取手机屏幕上由点按或应用支持的其他互动方式所提供的对应(x,y)坐标，随后将光线投射至摄像头的世界视图里，进而返回这条射线所相交的所有几何平面或特征点，以及交点在现实世界空间中的姿态信息。通过这种方式，用户便能对环境中的对象进行选择，或是以其他形式与之展开互动。

6、定向点

借助定向点，您能够把虚拟对象放置在倾斜的表面上。当您进行会返回特征点的点击测试时，ARCore 会查看周边的特征点，并利用这些特征点尝试估算对应特征点所在表面的角度。之后，ARCore 会返回一个包含该角度考量的姿势。因为 ARCore 是通过特征点聚类来检测表面角度的，所以对于缺乏纹理的表面（比如白墙），可能无法准确检测。

7、锚点和可跟踪对象

姿态会随着 ARCore 改进其对自身位置和环境的理解而发生变化。当您想要放置一个虚拟对象时，您需要定义锚点，以确保 ARCore

可以跟踪对象随时间推移的位置。通常，您可以根据点击测试返回的姿势创建锚点，如用户互动中所述。

姿态会出现变动，这表明 ARCore 或许会更新环境对象（像几何平面与特征点）的位置。平面和点属于一种特殊的对象类型，被称作“可跟踪对象”。正如其名，ARCore 会在时间推移中对这些对象进行跟踪。你能够把虚拟对象锚定在特定的可跟踪对象上，以此保证即便设备移动，虚拟对象和可跟踪对象之间的关系依然保持稳定。这就意味着，要是你将一个虚拟的 Android 小雕像放置在书桌上，就算 ARCore 之后调整了和书桌相关联的几何平面的姿态，Android 小雕像看起来还是会处于桌子上。

注意：为了降低 CPU 费用，请尽可能重复使用锚点，并分离不再需要的锚点。

8、增强图像

借助增强图像功能，您能够打造出可对特定2D图像（像产品包装或电影海报这类）做出响应的AR应用。当用户把手机相机对准特定图片时，就能触发AR体验。举例来说，用户将手机相机对准电影海报，就能让角色弹出并出现在画面中。此外，ARCore还可以跟踪移动的图像，比如行驶中公交车侧面的广告牌。

您可以离线编译图片以创建图片数据库，也可以从设备实时添加个别图片。注册后，ARCore 会检测这些图像以及图像的边界，并返回相应的姿态。

支持机型ARCore 可以在运行 Android 7.0 (Nougat) 及更高版本系统的多种符合资格的 Android 手机上使用。

在开发者预览版期间，ARCore 支持以下设备(如下图)