AR開發(fā)權(quán)威指南：基于AR Foundation

目　　錄
第 1章　AR Foundation入門　1
1．1　增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述　1
1．1．1　AR概述　1
1．1．2　AR技術(shù)　2
1．1．3　AR技術(shù)應(yīng)用　4
1．2　AR技術(shù)原理　4
1．2．1　位置追蹤　4
1．2．2　視覺校準(zhǔn)　6
1．2．3　慣性校準(zhǔn)　7
1．2．4　3D重建　7
1．3　AR Foundation概述　8
1．3．1　AR Foundation與ARCore/ARKit　8
1．3．2　AR Foundation
支持的功能　9
1．3．3　AR Foundation
功能概述　10
1．3．4　AR Foundation體系
架構(gòu)概述　11
1．3．5　基本術(shù)語(yǔ)　11
1．4　開發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備　13
1．5　Android開發(fā)環(huán)境配置　16
1．5．1　插件導(dǎo)入　16
1．5．2　設(shè)置開發(fā)環(huán)境　17
1．5．3　搭建基礎(chǔ)框架　19
1．5．4　AppController　21
1．5．5　運(yùn)行Helloworld　22
1．6　連接設(shè)備調(diào)試應(yīng)用　24
1．6．1　打開手機(jī)USB調(diào)試　24
1．6．2　設(shè)置手機(jī)Wi-Fi調(diào)試　25
1．6．3　調(diào)試AR應(yīng)用　26
1．7　iOS開發(fā)環(huán)境配置　27
1．7．1　插件導(dǎo)入　27
1．7．2　設(shè)置開發(fā)環(huán)境　29
1．7．3　搭建基礎(chǔ)框架　30
1．7．4　AppController　32
1．7．5　生成并配置XCode工程　34
1．7．6　運(yùn)行Helloworld　36
第 2章　AR Foundation基礎(chǔ)　39
2．1　AR Foundation體系架構(gòu)　39
2．1．1　AR子系統(tǒng)概念　40
2．1．2　AR子系統(tǒng)使用　40
2．1．3　跟蹤子系統(tǒng)　41
2．2　AR Session & AR Session Origin　42
2．2．1　AR Session　42
2．2．2　AR Session Origin　44
2．3　可跟蹤對(duì)象　46
2．3．1　可跟蹤對(duì)象管理器　47
2．3．2　可跟蹤對(duì)象事件　47
2．3．3　管理可跟蹤對(duì)象　48
2．4　Session管理　49
第3章　平面檢測(cè)與參考點(diǎn)管理　51
3．1　平面管理　51
3．1．1　平面檢測(cè)　51
3．1．2　可視化平面　52
3．1．3　個(gè)性化渲染平面　52
3．1．4　開啟與關(guān)閉平面檢測(cè)　55
3．1．5　顯示與隱藏已檢測(cè)平面　57
3．2　射線檢測(cè)　58
3．2．1　射線檢測(cè)概念　59
3．2．2　射線檢測(cè)詳解　60
3．3　點(diǎn)云與參考點(diǎn)　61
3．3．1　點(diǎn)云　61
3．3．2　參考點(diǎn)　63
3．4　平面分類　66
第4章　圖像與物體檢測(cè)跟蹤　69
4．1　2D圖像檢測(cè)跟蹤　69
4．1．1　圖像跟蹤基本操作　69
4．1．2　圖像跟蹤啟用與禁用　71
4．1．3　多圖像跟蹤　72
4．1．4　運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建參考圖像庫(kù)　76
4．1．5　運(yùn)行時(shí)切換參考圖像庫(kù)　76
4．1．6　運(yùn)行時(shí)添加參考圖像　78
4．2　3D物體檢測(cè)跟蹤　80
4．2．1　獲取參考物體空間
特征信息　81
4．2．2　掃描獲取物體空間特征
信息的注意事項(xiàng)　83
4．2．3　AR Tracked Object Manager　84
4．2．4　3D物體識(shí)別跟蹤基本操作　85
4．2．5　3D物體跟蹤啟用與禁用　86
4．2．6　多物體識(shí)別跟蹤　87
第5章　人臉檢測(cè)跟蹤　90
5．1　人臉檢測(cè)基礎(chǔ)　90
5．1．1　人臉檢測(cè)概念　90
5．1．2　人臉檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)　91
5．2　人臉姿態(tài)與網(wǎng)格　92
5．2．1　人臉姿態(tài)　92
5．2．2　人臉網(wǎng)格　94
5．3　人臉區(qū)域與多人臉檢測(cè)　97
5．3．1　人臉區(qū)域　97
5．3．2　多人臉檢測(cè)　100
5．4　BlendShapes　101
5．4．1　BlendShapes基礎(chǔ)　102
5．4．2　BlendShapes技術(shù)原理　103
5．4．3　BlendShapes的使用　105
第6章　光影效果　108
6．1　光照基礎(chǔ)　108
6．1．1　光源　108
6．1．2　光與材質(zhì)的交互　109
6．1．3　3D渲染　110
6．2　光照估計(jì)　111
6．2．1　3D光照　111
6．2．2　光照一致性　112
6．2．3　光照估計(jì)操作　112
6．3　環(huán)境光反射　115
6．3．1　Cubemap　115
6．3．2　PBR渲染　116
6．3．3　Reflection Probe　117
6．3．4　紋理采樣過(guò)濾　118
6．3．5　使用Environment Probe　119
6．3．6　AR Environment
Probe　Manager　121
6．3．7　性能優(yōu)化　123
6．4　使用內(nèi)置實(shí)時(shí)陰影　124
6．4．1　ShadowMap技術(shù)原理　124
6．4．2　使用實(shí)時(shí)陰影　125
6．4．3　陰影參數(shù)詳解　129
6．5　Projector陰影　130
6．5．1　ProjectorShadow　131
6．5．2　BlobShadow　133
6．5．3　參數(shù)詳解　134
6．6　Planar陰影　134
6．6．1　數(shù)學(xué)原理　135
6．6．2　代碼實(shí)現(xiàn)　136
6．7　偽陰影　140
6．7．1　預(yù)先制作陰影　141
6．7．2　一種精確放置物體的方法　142
第7章　持久化存儲(chǔ)與多人共享　145
7．1　錨點(diǎn)　145
7．1．1　錨點(diǎn)概述　145
7．1．2　使用錨點(diǎn)　146
7．1．3　云錨點(diǎn)　146
7．2　ARWorldMap　148
7．2．1　ARWorldMap概述　148
7．2．2　ARWorldMap實(shí)例　149
7．3　協(xié)作Session　152
7．3．1　協(xié)作Session概述　153
7．3．2　協(xié)作Session實(shí)例　156
7．3．3　使用協(xié)作Session的
注意事項(xiàng)　160
第8章　攝像機(jī)圖像獲取與
自定義渲染管線　162
8．1　獲取GPU圖像　162
8．1．1　獲取攝像頭原始圖像　162
8．1．2　獲取屏幕顯示圖像　163
8．2　獲取CPU圖像　165
8．2．1　AR攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)流　166
8．2．2　從CPU中獲取攝像頭圖像　166
8．3　邊緣檢測(cè)原理　173
8．3．1　卷積　173
8．3．2　Sobel算子　174
8．4　CPU圖像邊緣檢測(cè)實(shí)例　175
8．5　可編程渲染管線　178
第9章　肢體動(dòng)捕與遮擋　181
9．1　2D人體姿態(tài)估計(jì)　181
9．1．1　人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)　181
9．1．2　使用2D人體姿態(tài)估計(jì)　182
9．2　3D人體姿態(tài)估計(jì)　185
9．2．1　使用3D人體姿態(tài)
估計(jì)的方法　185
9．2．2　使用3D人體姿態(tài)
估計(jì)實(shí)例　194
9．3　人形遮擋　195
9．3．1　人形遮擋原理　196
9．3．2　人形遮擋實(shí)現(xiàn)　198
第 10章　攝像機(jī)與手勢(shì)操作　202
10．1　場(chǎng)景操作　202
10．1．1　場(chǎng)景操作方法　202
10．1．2　場(chǎng)景操作實(shí)例　203
10．2　同時(shí)開啟前后攝像頭　204
10．3　環(huán)境交互　207
10．3．1　射線檢測(cè)　207
10．3．2　手勢(shì)檢測(cè)　208
10．4　手勢(shì)控制　210
10．4．1　單物體操控　210
10．4．2　多物體場(chǎng)景操控單
物體對(duì)象　212
10．4．3　多物體操控　215
10．4．4　物體操控模塊　218
第 11章　3D音視頻　220
11．1　3D音頻　220
11．1．1　3D聲場(chǎng)原理　221
11．1．2　聲波與雙耳間的互動(dòng)　222
11．1．3　頭部關(guān)聯(lián)傳導(dǎo)函數(shù)　223
11．1．4　頭部轉(zhuǎn)動(dòng)與聲音位置　223
11．1．5　早期反射和混音　223
11．1．6　聲音遮擋　224
11．1．7　指向性　225
11．1．8　Ambisonics　225
11．1．9　下載Resonance
Audio SDK　226
11．1．10　導(dǎo)入SDK　226
11．1．11　Resonance Audio
components　226
11．1．12　使用共振音頻　227
11．1．13　Room effects　230
11．1．14　Resonance Audio API　231
11．2　3D視頻　232
11．2．1　Video Player組件　232
11．2．2　3D視頻播放實(shí)現(xiàn)　234
第 12章　設(shè)計(jì)原則　238
12．1　移動(dòng)AR帶來(lái)的挑戰(zhàn)　238
12．1．1　用戶必須移動(dòng)　238
12．1．2　要求手持設(shè)備　239
12．1．3　要求必須將手機(jī)
放在臉前　239
12．1．4　操作手勢(shì)　239
12．1．5　用戶必須打開App　240
12．2　移動(dòng)AR設(shè)計(jì)準(zhǔn)則　240
12．2．1　有用或有趣　240
12．2．2　虛擬和真實(shí)的混合
必須有意義　240
12．2．3　移動(dòng)限制　241
12．2．4　心理預(yù)期與維度轉(zhuǎn)換　241
12．2．5　環(huán)境影響　241
12．2．6　視覺效果　242
12．2．7　UI設(shè)計(jì)　242
12．2．8　沉浸式交互　243
12．3　移動(dòng)AR設(shè)計(jì)指南　243
12．3．1　環(huán)境　244
12．3．2　用戶細(xì)節(jié)　245
12．3．3　虛擬內(nèi)容　247
12．3．4　交互　252
12．3．5　視覺設(shè)計(jì)　256
12．3．6　真實(shí)感　260
第 13章　性能優(yōu)化　264
13．1　移動(dòng)平臺(tái)性能優(yōu)化基礎(chǔ)　264
13．1．1　影響性能的主要因素　264
13．1．2　AR常用調(diào)試方法　265
13．1．3　Unity Profiler　266
13．1．4　Frame Debugger　270
13．2　Unity Profiler使用　271
13．2．1　CPU使用情況分析器　272
13．2．2　渲染情況分析器　274
13．2．3　內(nèi)存使用情況分析器　274
13．2．4　物理分析器　275
13．2．5　音視頻分析器　276
13．2．6　UI分析器　277
13．2．7　全局光照分析器　277
13．3　性能優(yōu)化的一般步驟　278
13．3．1　收集運(yùn)行數(shù)據(jù)　278
13．3．2　分析運(yùn)行數(shù)據(jù)　279
13．3．3　確定問(wèn)題原因　281
13．4　移動(dòng)設(shè)備性能優(yōu)化　283
13．5　渲染優(yōu)化　284
13．5．1　渲染流程　284
13．5．2　CPU瓶頸　285
13．5．3　GPU瓶頸　288
13．6　代碼優(yōu)化　289
13．6．1　內(nèi)存管理　289
13．6．2　垃圾回收　290
13．6．3　對(duì)象池　293
13．7　UI優(yōu)化　294
13．7．1　UI Drawcall優(yōu)化　295
13．7．2　動(dòng)靜分離　295
13．7．3　圖片優(yōu)化　296
參考文獻(xiàn)　298