ARKit-1

1.1-AR技术简介

增强现实技术（Augmented Reality，简称 AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。

一个最简单地AR场景实现所需要的技术以及步骤包含如下

　　1.多媒体捕捉现实图像：如摄像头

　　2.三维建模:3D立体模型

　　3.传感器追踪:主要追踪现实世界动态物体的六轴变化，这六轴分别是X、Y、Z轴位移及旋转。其中位移三轴决定物体的方位和大小，旋转三周决定物体显示的区域。

　　4.坐标识别及转换：3D模型显示在现实图像中不是单纯的frame坐标点，而是一个三维的矩阵坐标。这基本上也是学习AR最难的部分，好在ARKit帮助我们大大简化了这一过程。

　　4.除此之外，AR还可以与虚拟物体进行一些交互。

1.2-ARKit概述及特点介绍

　　1.ARKit是2017年6月6日，苹果发布iOS11系统所新增框架,它能够帮助我们以最简单快捷的方式实现AR技术功能。

　　2.ARKit框架提供了两种AR技术，一种是基于3D场景(SceneKit)实现的增强现实，一种是基于2D场景(SpriktKit)实现的增强现实

一般主流都是基于3D实现AR技术，ARKit不仅支持3D游戏引擎SceneKit还支持2D游戏引擎SpriktKit，这一点出乎笔者意料之外

　　3.要想显示AR效果，必须要依赖于苹果的游戏引擎框架（3D引擎SceneKit，2D引擎SpriktKit），主要原因是游戏引擎才可以加载物体模型。

虽然ARKit框架中视图对象继承于UIView，但是由于目前ARKit框架本身只包含相机追踪，不能直接加载物体模型，所以只能依赖于游戏引擎加载ARKit

　　4.误区解读：ARKit虽然是iOS11新出的框架，但并不是所有的iOS11系统都可以使用，而是必须要是处理器A9及以上才能够使用，苹果从iPhone6s开始使用A9处理器，也就是iPhone6及以前的机型无法使用ARKit

　　5.开发环境介绍

• • 1.Xcode版本：Xcode9及以上
  • 2.iOS系统:iOS11及以上
  • 3.iOS设备：处理器A9及以上（6S机型及以上）
  • 4.MacOS系统：10.12.4及以上（安装Xcode9对Mac系统版本有要求）

1.3-ARKit初体验之3D效果

　　1.打开Xcode9bete版本，新建一个工程，选择Augmented Reality APP(Xcode9新增),点击next

　　2.在包含技术选项中选择SceneKit

　　3.此时,Xcode会自动为我们生成一段极其简洁的AR代码

　　本小节主要体验一下系统的AR效果，代码的具体含义以及ARKit框架的架构及具体使用将会在后期介绍

 #import "ViewController.h"

 @interface ViewController () <ARSCNViewDelegate>

 //ARKit框架中用于3D显示的预览视图
 @property (nonatomic, strong) IBOutlet ARSCNView *sceneView;

 @end

 @implementation ViewController

 - (void)viewDidLoad {
     [super viewDidLoad];

     // Set the view's delegate
     // 设置代理
     self.sceneView.delegate = self;

     // Show statistics such as fps and timing information
     // ARKit统计信息
     self.sceneView.showsStatistics = YES;

     // Create a new scene
     // 使用模型创建节点（scn格式文件是一个基于3D建模的文件，使用3DMax软件可以创建，这里系统有一个默认的3D飞机）
     SCNScene *scene = [SCNScene sceneNamed:@"art.scnassets/ship.scn"];

     // Set the scene to the view
     // 设置ARKit的场景为SceneKit的当前场景（SCNScene是Scenekit中的场景，类似于UIView）
     self.sceneView.scene = scene;
 }

 - (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
     [super viewWillAppear:animated];

     // Create a session configuration
     // 创建一个追踪设备配置（ARWorldTrackingSessionConfiguration主要负责传感器追踪手机的移动和旋转）
     ARWorldTrackingSessionConfiguration *configuration = [ARWorldTrackingSessionConfiguration new];

     // Run the view's session
     // 开始启动ARSession会话（启动AR）
     [self.sceneView.session runWithConfiguration:configuration];
 }

 - (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
     [super viewWillDisappear:animated];

     // Pause the view's session
     // 暂停ARSession会话
     [self.sceneView.session pause];
 }

 - (void)didReceiveMemoryWarning {
     [super didReceiveMemoryWarning];
     // Release any cached data, images, etc that aren't in use.
 }

效果演示

　　3D效果AR特点：1.飞机能够随着摄像头位置的变化而看到不同的部位（六轴）2.飞机能够随着摄像头的远近进行缩放

2.1-ARKit初体验之2D效果

　　示例效果是点击屏幕，在中心点生成一个2D AR图像

　　2D效果的AR与3D效果有一点的区别

　　1.使用步骤与3D基本类似，在创建Xcode的时候选择SpriteKit引擎

　　2.此时Xcode会为我们生成简洁的2D地图加载场景

 #import "ViewController.h"
 #import "Scene.h"

 @interface ViewController () <ARSKViewDelegate>

 @property (nonatomic, strong) IBOutlet ARSKView *sceneView;

 @end

 @implementation ViewController

 - (void)viewDidLoad {
     [super viewDidLoad];

     // Set the view's delegate
     // 设置场景视图代理
     self.sceneView.delegate = self;

     // Show statistics such as fps and node count
     // 显示帧率
     self.sceneView.showsFPS = YES;
     // 显示界面节点（游戏开发中，一个角色对应一个节点）
     self.sceneView.showsNodeCount = YES;

     // Load the SKScene from 'Scene.sks'
     // 加载2D场景（2D是平面的）
     Scene *scene = (Scene *)[SKScene nodeWithFileNamed:@"Scene"];

     // Present the scene
     // AR预览视图展现场景（这一点与3D视图加载有区别）
     [self.sceneView presentScene:scene];
 }

 - (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
     [super viewWillAppear:animated];

     // Create a session configuration
     // 创建设备追踪设置
     ARWorldTrackingSessionConfiguration *configuration = [ARWorldTrackingSessionConfiguration new];

     // Run the view's session
     // 开始启动AR
     [self.sceneView.session runWithConfiguration:configuration];
 }

 - (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
     [super viewWillDisappear:animated];

     // Pause the view's session
     // 暂停ARSession会话
     [self.sceneView.session pause];
 }

 - (void)didReceiveMemoryWarning {
     [super didReceiveMemoryWarning];
     // Release any cached data, images, etc that aren't in use.
 }

pragma mark - ARSKViewDelegate

// 点击界面会调用该方法，类似于touch begin方法 anchor是2D坐标的瞄点 

- (SKNode *)view:(ARSKView *)view nodeForAnchor:(ARAnchor *)anchor {
    // Create and configure a node for the anchor added to the view's session.
    // 创建节点（节点可以理解为AR将要展示的2D图像）Text 为添加的展示内容
    SKLabelNode *labelNode = [SKLabelNode labelNodeWithText:@"