three.ar.js 中的标记检测技术解析-优快云博客

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three.ar.js 中的标记检测技术解析

three.ar.js A helper three.js library for building AR web experiences that run in WebARonARKit and WebARonARCore 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/th/three.ar.js

概述

three.ar.js 是一个基于 three.js 的增强现实(AR)开发框架，它扩展了 three.js 的功能，使其能够支持 AR 应用开发。本文重点分析其中的标记检测(Marker Detection)功能，这是 AR 应用中常见的一种交互方式。

标记检测的基本原理

标记检测是指通过摄像头识别特定图案(如 QR 码或特殊设计的 AR 标记)，并根据这些标记在现实世界中的位置和姿态，在相应位置叠加虚拟内容的技术。

在 three.ar.js 中，标记检测功能通过 WebVR API 实现，主要流程包括：

检测设备是否支持 AR 功能
初始化 AR 场景和渲染器
设置 AR 相机
创建虚拟对象
实时检测标记并更新虚拟对象位置

核心代码解析

1. AR 环境初始化

首先检查设备是否支持 AR 功能：

THREE.ARUtils.getARDisplay().then(function (display) {
  if (display) {
    if (display.getMarkers) {
      vrDisplay = display;
      init();
    } else {
      // 不支持标记检测的提示
    }
  } else {
    // 不支持 AR 的提示
  }
});

2. 场景设置

初始化阶段创建了以下关键组件：

ARView: 处理相机流的渲染
ARPerspectiveCamera: 特殊的 AR 相机，使用设备提供的投影矩阵
VRControls: 同步设备姿态与虚拟相机

renderer = new THREE.WebGLRenderer({ alpha: true });
scene = new THREE.Scene();
arView = new THREE.ARView(vrDisplay, renderer);
camera = new THREE.ARPerspectiveCamera(vrDisplay, 60, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.01, 100);

3. 标记类型选择

示例提供了两种标记类型选择：

var datGUI = new dat.GUI();
gui = new GUI();
datGUI.add(gui, "markerTypeString", ["AR", "QRCODE"]).onFinishChange(function(value) {
  // 根据选择设置标记类型
});

4. 标记检测与虚拟对象更新

在更新循环中检测标记并更新虚拟对象位置：

function update() {
  // 渲染相机流
  arView.render();
  
  // 更新相机参数
  camera.updateProjectionMatrix();
  vrControls.update();
  
  // 检测标记
  var markers = vrDisplay.getMarkers(gui.markerType, MARKER_SIZE_IN_METERS);
  if (markers.length > 0) {
    // 更新虚拟对象位置
    model.matrix.fromArray(markers[0].modelMatrix);
    model.matrix.decompose(model.position, model.quaternion, scale);
  }
  
  // 渲染场景
  renderer.clearDepth();
  renderer.render(scene, camera);
  
  // 继续循环
  vrDisplay.requestAnimationFrame(update);
}

技术要点

标记尺寸定义: MARKER_SIZE_IN_METERS 定义了标记在现实世界中的物理尺寸，这对准确放置虚拟对象至关重要。
矩阵转换: 使用 model.matrix.fromArray() 和 model.matrix.decompose() 将标记的姿态矩阵应用到虚拟对象上。
渲染顺序: 先渲染相机流，再渲染虚拟场景，确保正确的视觉层次。
性能优化: 使用 requestAnimationFrame 进行高效渲染循环。