1. Введение

Благодаря дикому успеху Pokémon GO, дополненной реальности (AR) уделяется много внимания в мире мобильных разработок. Идея дополненной реальности не нова, но только сейчас технология наконец приближается к зрелости и коммерческой жизнеспособности. Но что такое дополненная реальность?

Это действительно широкая концепция, которая может принимать разные формы. Идея может быть применена к развлечениям, науке, военному делу, образованию, назовите это. Что общего у этих приложений, тем не менее, это связь в реальном времени между физическим миром и цифровым.

Прямое или косвенное представление о реальном физическом окружении, элементы которого дополняются (или дополняются) компьютерным сенсорным вводом, таким как звук, видео, графика или данные GPS. — Википедия

Конкретно, AR часто реализуется в интерактивном режиме, который перекрывает канал камеры с 2D или 3D объектами, основанными на данных некоторых датчиков.

Тем не менее, создание захватывающего опыта дополненной реальности с нуля может быть реальной проблемой. К счастью, есть некоторые решения, которые могут упростить эту работу. Одним из наиболее надежных инструментов дополненной реальности является Vuforia , библиотека AR, совместимая с Android, iOS, UWP и некоторыми брендами интеллектуальных очков.

В этом уроке мы исследуем дополненную реальность с помощью Vuforia. Мы рассмотрим особенности, возможности и проблемы Vuforia, а также посмотрим, как работает SDK и его основные функции. Мы не будем изучать код в этом учебном пособии — будущие учебники из этой серии будут посвящены кодированию в Vuforia с пошаговыми руководствами, ориентированными на все основные функции библиотеки.

Если вы хотите копнуть глубже, почему бы не узнать об одном из самых фундаментальных понятий AR, маркеров, в нашем кратком курсе:

• 
  Мобильное приложение
  Покемон GO Style Дополненная реальность: маркеры
  Дерек Дженсен

2. Вуфория

Первоначально разработанный Qualcomm и недавно купленный PTC, Vuforia находится на своей шестой версии. Его SDK постоянно развивается и совместим с Android, iOS, UWP и Unity. К сожалению, Vuforia не является открытым исходным кодом, но ее ценовой диапазон является разумным, и нет никаких предварительных затрат на развитие или образование. Вы можете создать практически любой вид AR на самых популярных мобильных платформах, используя Vuforia.

2.1. Как это работает?

Vuforia использует данные камеры устройства в сочетании с данными акселерометра и гироскопа, чтобы исследовать мир. Vuforia использует компьютерное зрение, чтобы понять, что он «видит» на камере, чтобы создать модель окружающей среды. После обработки данных система может приблизительно найти себя в мире, зная его координаты: где вверх, вниз, влево, вправо и так далее. Что вы делаете с этим, зависит от ваших целей развития.

Есть несколько возможностей:

• Использование мировых координат : любой вид объекта может быть выставлен с использованием произвольной ссылки, игнорируя реальные препятствия, но учитывая полученную локализацию мира. Объект может быть вне поля зрения и продолжать «существовать» в той же позиции. Эта система похожа на ту, которую использует Pokémon GO.
• Распознавание целей : Vuforia может искать определенные изображения как «цели». VuMarks, например, изображение в стиле QR-кода, хорошо распознаваемое системой, может использоваться в качестве опорных точек или ссылок для любого вида объектов, проецируемых в мир. Журнал может быть «расширен» этим ресурсом, а его страницы открывают богатые взаимодействия, такие как видео, аудио и так далее.
• Распознавание простых объектов . Простые объекты, такие как коробки и цилиндры, можно распознать и использовать в качестве опорных точек. Этот метод полезен для распознавания пакетов и их интерактивности.
• Распознавание сложных объектов : Vuforia также может искать сложные объекты, такие как игрушки, компьютерные комплектующие, гаджеты и так далее. Эти объекты предварительно сканируются в соответствии с определенными требованиями и могут быть впоследствии распознаны системой. Эту функциональность можно использовать, например, для превращения игрушек в живых существ или для создания интерактивной помощи для механиков или обслуживающего персонала.
• В поисках слов : английские слова также могут быть поняты Vuforia. Система может искать конкретные слова и нацеливать на них какое-то взаимодействие. Это может быть полезно для обучения детей или для языкового перевода.
• Распознавание ландшафта мира : одна из самых мощных функций Vuforia — это способность узнавать мир таким, какой он есть. Vuforia позволяет пользователю сканировать свое окружение и может выполнять грубую обработку, чтобы интерпретировать мир, создавая трехмерное компьютерное видение реального мира и его объектов. Представьте себе Pokémon GO-подобную игру, в которой покемоны могут прятаться за реальными объектами. Разве это не было бы здорово?

2.2. Разработка с Vuforia

Vuforia совместима с несколькими системами. Его комплекты для разработки программного обеспечения (SDK) доступны для Android, iOS, UWP и Unity. После того, как вы загрузите и установите SDK, вам нужно зарегистрировать учетную запись разработчика и создать ключ приложения, прежде чем вы сможете приступить к написанию кода.

Несмотря на то, что Vuforia совместим со многими системами, самый простой способ создания впечатляющих впечатлений от AR с помощью SDK — это, безусловно, использование Unity . Не поймите меня неправильно, вы можете получить доступ практически ко всему, что предлагает Vuforia при разработке непосредственно для Android или iOS. Однако этот процесс намного проще, если он выполняется с использованием префабов, предлагаемых в Vuforia SDK для Unity.

3. Цели Vuforia

Как упоминалось ранее, Vuforia может искать «цели» в канале камеры, чтобы создавать точки привязки или ссылки, которые будут использоваться в опытах AR. Эти цели могут принимать много форм, и любой файл, который был ранее обработан менеджером целей Vuforia, может быть распознан. Цели могут быть созданы разработчиком или созданы во время выполнения пользователем.

3.1. Цели изображения

Любое изображение может быть Vuforia Image Target . Однако чем детальнее и запутаннее изображение, тем лучше его распознает алгоритм. Многие факторы будут частью распознавания вычислений, но в основном изображение должно иметь разумный уровень контрастности, разрешения и отличительных элементов. Фотография голубого неба не сработает очень хорошо, но картинка с травой будет работать изящно. Цели изображения могут поставляться вместе с приложением, создаваться позже и загружаться в приложение через облачную систему или непосредственно в приложении пользователем.

3.2. VuMarks

VuMark работает очень похоже на QR-код; однако, это намного более универсально. Он может принимать различные формы и цвета и адаптироваться к множеству сред. Его наибольшим преимуществом является то, что он полностью соответствует алгоритму распознавания Vuforia и будет легко «найден» любым приложением Vuforia AR. Vuforia также предлагает плагин Adobe Illustrator, который создает VuMarks.

3.3. Цели цилиндра и куба

Также можно использовать кубы и цилиндры в качестве целей изображения. Это очень уместно для создания взаимодействия с пакетами продуктов. После распознавания примитивного объект используется в качестве опорной точки, и это, кажется, существует для компьютерного зрения системы, позволяя виртуальные объекты взаимодействовать непосредственно с примитивным. Например, виртуальный объект может отслеживать положение и ориентацию реального объекта.

3.4. Объекты как цели

Одна из самых интересных особенностей Vuforia — возможность распознавать сложные объекты . В качестве мишеней можно использовать игрушку, телефон, компьютерную плату и другие предметы.

Чтобы использовать этот ресурс, вы должны отсканировать объект с помощью инструмента Vuforia Object Scanner , который работает только на Samsung Galaxy S6 и S7. Сканирование данных загружается в Vuforia Target Manager, и отсканированный объект будет распознаваться любым совместимым устройством, использующим эти данные.

3.5. Управление целями

Есть несколько способов создать цель:

• Приложение может поставляться с рядом встроенных целей.
• Приложение может получать цели онлайн через облачную систему, предлагаемую Vuforia.
• Пользователь сам может использовать камеру устройства для создания цели.

Как разработчик, вы не имеете большого контроля над тем, как пользователь будет создавать свою цель; все, что вы можете сделать, это предоставить пользователю несколько советов о том, как выбрать подходящее изображение в качестве цели. Однако ситуация отличается для целей, обработанных с помощью Target Manager.

Портал разработчиков Vuforia предоставляет нам инструмент Target Manager , который помогает управлять целями всех наших приложений. Менеджер очень прост в использовании: вы создаете базу данных для хранения целей, загружаете файл, соответствующий цели, и ждете, пока файл не будет обработан. Цель получит уникальный идентификатор и оценку, связанную с тем, насколько она узнаваема, и станет частью базы данных, доступной для загрузки или для хранения в облаке.

Существует три различных типа целевых баз данных:

• Базы данных устройства — это локальные базы данных изображений или объектов, которые хранятся на устройстве пользователя.
• Базы данных VuMark — это локальные базы данных VuMarks, которые хранятся на устройстве пользователя.
• Облачные базы данных — это базы данных Image Targets, которые хранятся в сети и запрашиваются через Интернет.

4. Умная местность

При разработке приложения Vuforia для Unity была доступна действительно интересная опция — Smart Terrain . Это позволяет приложению копировать трехмерные сетки объектов, видимых камерой.

Процесс работает как своего рода сканирование, когда пользователь использует камеру устройства в качестве 3D-сканера. Когда камера просматривает окружающую среду, приложение создает трехмерные модели распознанных объектов, предоставляя приложению возможность адаптировать сценарий к реальному миру, создавая захватывающий опыт.

5. Заключение

Существуют сотни возможностей для изучения с дополненной реальностью, и мы только начинаем царапать ее поверхность. Многие считают, что AR станет частью нашего будущего и что мы будем использовать его на ежедневной основе. Это область, которая обещает сильно расти в ближайшие годы, и Vuforia предоставляет нам классные инструменты для создания увлекательного опыта.

5.1 Что дальше

В следующих уроках этой серии мы будем работать с некоторыми из наиболее важных инструментов Vuforia. Мы разработаем множество небольших экспериментов, чтобы проиллюстрировать возможности SDK, и, поскольку Unity является наиболее дружественной средой, доступной для AR, все будет разработано на ней.

Не нужно быть экспертом по Unity, чтобы следовать учебным пособиям — поскольку мы сосредоточены на Vuforia SDK, я предоставлю вам пошаговые руководства, которые требуют лишь минимального опыта работы с Unity.

Если вы хотите узнать немного больше об Unity, посмотрите некоторые другие наши учебники.

• 

  Создай баскетбольную игру с броском с Unity

  В этом уроке вы создадите игру в баскетбол в Unity. Вы узнаете о 3D-моделях, сетчатых коллайдерах, физических материалах, обнаружении столкновений, …
• 

  Создание 3D-города в Unity 5

  Добро пожаловать в наш учебник по Unity, где мы создадим 3D-город в игровом движке Unity 5. Вы можете использовать этот проект для своего первого или третьего лица …
• 

  Ввод текста для игр только с камерой Intel RealSense

  В этом посте я поделюсь тем, что узнал о лучших (и худших!) Способах, позволяющих игрокам вводить текст одним жестом, и покажу, как настроить Intel …

До скорого!