【AR实验室】ARToolKit之概述篇

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0x00 - 前言


我从去年就以后现在开始 对AR(Augmented Reality)技术比较关注,否则去年AR行业一直指在偶尔发声的请况,丝毫没有 其"异姓同名"的兄弟VR(Virtual Reality)火爆。至于MR(Mixed Reality)更像是Google Glass事情以后 对AR的洗白。否则今年AR行业出了件大事,没错,别左右看后,说的都不 你 —— Pokemon GO。并不需要讨论这款游戏是都不 AR游戏,毕竟争议挺大,否则这款游戏其实是让AR火了一把。AR应用开发貌似都不 了燎原之势。

0x01 - AR技术定义


目前对AR技术的常见理解而是 CV(Computer Vision)+CG(Computer Graphic)。CV的依据而是 ,简单些比如FREAK+ICP(ARToolKit中的NFT),多样化些而是 SLAM(Magic Leap)。CG就没那些好说的,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。从一种生活点上来说Pokemon GO其实不能算作AR游戏,毕竟人家而是 基于LBS的。

知乎上有另一个多多话题 - 我愿意 给当一帮人儿说下AR的昨天今天明天都可不可以吗?欢迎并肩讨论 关于未来的AR形状?里面提到了AR一种生活被广泛接受的定义:

1. 一种生活是Paul Milgram和Fumio Kishino于1994年定义的“现实-虚拟连续体”。当一帮人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),而指在里面的累积叫做混合实境。

2. 另外一种生活定义是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一个多多具体形状: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。

将会从这另一个多多定义来说,Pokemon GO也是都可不可以算一种生活简单形式的AR游戏,要花费 给人在感官上的体验是符合AR的。其其实我知道而是 人认为下面以后 才叫AR……否则当一帮人儿还是要有信心的嘛!

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在技术上的目标其实而是 建立另一个多多和现实场景1:1的虚拟世界。从CG的淬硬层 ,AR最关键的技术点是建立另一个多多相机坐标系,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)。没有 vision based的依据目前都可不可以做到对于将会注册过的识别对象,是都可不可以获取到它在相机坐标系中的位姿信息。而LBS的依据更符合一般CG开发的流程,首先利用GPS建立另一个多多世界坐标系,就都可不可以获取到每个物体在世界坐标系的位置(包括相机),以后 你就都可不可以将那些物体转化到相机坐标系中,思路差太多是以后 ,而是 精度上指在一定问题报告 。目前给AR下另一个多多精准的定义还太早,我认为用户感官上其实是虚实融合就都可不可以是是否是是AR。

0x02 - AR技术现状


其实里面提到了而是 次Pokemon GO,否则LBS的AR系统好的反义词我愿意 研究的重点,毕竟从目前来看vision based的AR系统才是主流。否则局限于我买车人的见识,只使用过Vuforia、EasyAR、ARToolKit。当一帮人儿有兴趣说说,都可不可以看一下知乎上的讨论 - 有那些比较优秀的AR开源项目,将会SDK?

Vuforia不在 说,商业SDK,支持的形状也比较多,好像都可不可以支持3D Object Tracking,具体支持到那些程度,还没有 尝试,当一帮人儿感兴趣都可不可以登录Vuforia官网。EasyAR是国内的一款SDK,AR识别性能还是要赞另一个多多,当一帮人儿都可不可以去看EasyAR官网视频,还是很真实地反映了其性能(不像Magic Leap以后 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一直需水印(^_^;)。而ARToolKit相对上述另一个多多SDK在识别性能和形状上表现的都不 很突出,否则ARToolKit胜在开源,将会你时需做有些AR业务扩展,而Vuforia和EasyAR不能满足你,ARToolKit是另一个多多很好的选折 。否则AR其中另一个多多趋势而是 集成到现有App中,没有 使用Vuforia和EasyAR的代价就比较大了。另外作为另一个多多学生,抱着研究学习的心态,ARToolKit就再要花费 不过了。

所以后 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系统核心思路是以后 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),获取到将会相机制造工艺偏差而造成的畸变参数,也而是 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. 根据相机一种生活的硬件参数,当一帮人儿都可不可以计算出相应的投影矩阵(Projection Matrix)。

3. 对待识别的自然图片(也而是 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,也而是 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),就都可不可以进行图形绘制了。

0x04 - ARToolKit支持形状


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

  • 自然图片处里

一种生活应用比较广泛,对用户的限制也会小而是 。不过最好使用有些形状比较明显的图像,效果会更好。

  • Marker/MultiMarker

这是一种生活经过特殊处里的图像,时需在边缘寄邮邮寄包裹 单两层,最外侧是寄邮邮寄包裹 单了白色/浅色边缘,内侧是寄邮邮寄包裹 单了黑色边缘,当一帮人儿猜不能猜出来以后 做主而是 提高识别度,并肩也方便计算Pose(将会都可不可以直接提取边缘来计算Pose)。如下图:

  • 2D BarCode(二维码)

一种生活没那些好说的,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,你不都可不可以使用OpenGL ES进行绘制。毕竟当一帮人儿只时需获取到了MVP矩阵,理论上绘制累积是都可不可以完整分开的。

0x05 - 参考资料


  • 我愿意 给当一帮人儿说下AR的昨天今天明天都可不可以吗?欢迎并肩讨论 关于未来的AR形状?
  • 有那些比较优秀的AR开源项目,将会SDK?

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