IOS：Xcode - ARKit 开发 - 替换AR中的模型

苹果在 WWDC 上发布了ARKit 全新的AR框架，使得开发者可以更快速的为iphone或ipad 构建增强现实应用，这也毫无疑问的使得ios成为全球最大的AR开发平台。所以了我们也开设了ARkit技术分享与开发教程这一全新系列帮助大家更好的了解ARKit。这一次给大家带来 通过Xcode快速的为iphone或ipad构建AR应用（翻译并整理于：https://next.reality.news/）

开发准备

在Mac电脑上下载并安装MacOS 10.13和Xcode 9的测试版本。并使你的iphone或ipad升级ios 11版本

首先在Xcode里创建一个新的项目。

选择增强现实应用程序图标，然后单击“下一步”按钮，按顺序操作。

一切都加载完毕后，我们就进入到项目里：

修改模型

ps：以下操作其实也无关紧要，因为sample 中苹果已经准备好了默认的模型在项目里，这里教大家如何替换模型

我们需要准备一些dae格式的3d模型，在本次案例的演示中，我们使用一个类似广告牌的模型。我们可以在TurboSquid网站上进行下载（https://www.turbosquid.com/3d-models/free-billboard-games-3d-model/1129110）。

下载完成之后，我们需要解压来完成广告牌上纹理的替换。首先我们准备一张图片：

然后打开我们下载的模型文件夹，可以看到billboard.dae文件和纹理的“tex”子文件夹。打开“tex”文件夹。

将“pict1.jpg”和“pict2.jpg”替换我们所准备好的图片。

效果如图：

Xcode默认的AR项目自带了一个3D模型，我们需要用我们刚创建的模型替换它。查看我们的Project Navigator，找到一个名为art.scnassets的文件夹。

选择“ship.scn”和“texture.png”，然后删除。

按住Control键，选择“art.scnassets”文件夹。然后选择“Add Files to art.scnassets”。

现在我们事先准备好的模型就已经导入完毕了。

接下来，我们需要对模型的位置等信息进行设置。点击下面的截图中的红色箭头指向的小图标。

我们需要手动输入我们的设置（大家可以参考下数值）

Position x：0.255 y： - 57 z：-87

Scale x：0.09 y：0.09 z：0.09

我们需要在ViewController.swift文件中更改一行代码。双击该文件在主窗口中打开代码。向下滚动代码到具有下面突出显示的文本的行。把“ship.scn”改成“billboard.dae”。

let scene = SCNScene(named: art.scnassets/billboard.dae")!

然后我们运行测试，就会实现此效果。

代码分析（1）

对于ARKit，我们需要重点了解ARSession。它是管理创建AR体验所需的运动跟踪和图像处理的对象。

在 AR 场景中，首先就是要配置一个 ARSession对象，用来管理摄像头拍摄和对设备动作进行处理。

1.从 Session 中检索视频帧和追踪信息；

2.将这些帧图像作为背景，渲染到自定义视图当中；

3.使用追踪信息，在相机图像上方定位并绘制 AR 内容。

在ARSession中有两个重要的类，分别是：ARSCNView与ARSKView。前者主要通过3D SceneKit内容增强了相机视图，后者2D SpriteKit内容的相机视图。

我们启动ARSession

override func viewWillAppear(_ animated: Bool) {
super.viewWillAppear(animated)
// 创建 Session 配置
let configuration = ARWorldTrackingSessionConfiguration()
configuration.planeDetection = .horizontal
// 运行视图 Session
sceneView.session.run(configuration)
}

然后使用SceneKit或SpriteKit将虚拟内容放置在视图中。

ARKit会将SceneKit 自动匹配到现实世界中，所以放置一个虚拟对象，为了使其看起来保持真实的位置，这要求你适当地设置模型的位置。

例如，在默认配置中，以下代码将10厘米的立方体放置在相机初始位置前20厘米处：

letcubeNode =SCNNode(geometry:SCNBox(width:0.1, height:0.1, length:0.1, chamferRadius:0))

cubeNode.position =SCNVector3(0,0, -0.2)

sceneView.scene.rootNode.addChildNode(cubeNode)

当然你可以使用ARAnchor类来跟踪现实世界的位置.

例如，当启用平面检测时，ARKit会为每个检测到的平面添加并更新锚点。要为这些锚点添加可视化内容，可以执行以下方法：ARSCNViewDelegate

func renderer(_ renderer: SCNSceneRenderer, didAdd node: SCNNode, for anchor: ARAnchor) {

guard let planeAnchor = anchor as? ARPlaneAnchor else { return }

let plane = SCNPlane(width: CGFloat(planeAnchor.extent.x), height: CGFloat(planeAnchor.extent.z))

let planeNode = SCNNode(geometry: plane)

planeNode.position = SCNVector3Make(planeAnchor.center.x, 0, planeAnchor.center.z)

planeNode.transform = SCNMatrix4MakeRotation(-Float.pi / 2, 1, 0, 0)

node.addChildNode(planeNode)

}

SpriteKit 的操作就简单许多，它可以显示浮动的2D图像在3D空间中。

var translation = matrix_identity_float4x4
translation.columns.3.z = -0.2
let transform = simd_mul(view.session.currentFrame.camera.transform, translation)
let anchor = ARAnchor(transform: transform)
view.session.add(anchor: anchor)
func view(_ view: ARSKView, nodeFor anchor: ARAnchor) -> SKNode? {
return SKLabelNode(text:"")
}