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相关介绍

Google Play Services for AR是谷歌面向安卓系统推出的服务框架，这款软件具备十分强大的实用功能，用户只需打开它就能便捷使用谷歌旗下的各类软件，涵盖游戏、小说、音乐、影视等内容；同时，软件界面设计简约大方，各项功能清晰明了，能为用户带来相当出色的使用体验。

该AR服务套件整合了身份验证、云端存储、即时数据同步、消息推送等功能模块，为开发者搭建应用提供了高效的技术支撑，同时也优化了终端用户的交互体验与使用流程。

Google Play Services for AR快速入门

若要在 Android 平台上开启 ARCore 的使用，你可以运行 ARCore SDK 自带的 hello_ar_kotlin 或者 hello_ar_java 示例应用。这类示例应用采用 OpenGL 技术，它是专门用于渲染二维和三维矢量图形的编程接口。这些应用能够呈现出所有被检测到的平面，还支持用户通过点按平面的方式来放置三维模型。

1、设置您的开发环境

请安装Android Studio 3.1或更高版本，并确保其中包含Android SDK Platform 7.0（即API级别24）或更高版本的组件。

2、打开示例项目

在安卓开发工具里，复制ARCore软件开发工具包的GitHub代码仓库。

为此，您可以采用多种方式：

对于现有的 Android Studio 安装：

从 Git 菜单中选择 Clone。

在版本控制相关的下拉选项列表里，挑选Git来作为项目的版本管理工具。

请在URL输入框内填写ARCore官方GitHub仓库对应的网络地址。

https://github.com/google-ar/arcore-android-sdk.git

您需要通过以下步骤打开一个示例项目（只有明确打开项目后，才能对其进行构建和运行操作）。

从 File 菜单中选择 Open。

在 arcore-android-sdk/samples 文件夹里，你可以挑选 hello_ar_kotlin 或者 hello_ar_java 文件夹，接着点击 Open 即可。

3、准备设备或模拟器

AR应用可在适配的实体设备或Android模拟器中启动。若使用模拟器运行这类应用，需先对其中AR服务对应的Google Play服务进行升级操作。

4、运行示例

请先确认您的Android设备已与开发机器连接，接着点击Android Studio里的Run按钮。

Android Studio 会把您的项目构建成可调试的 APK，接着安装这个 APK，之后在您的设备上启动该应用。

若AR版Google Play服务不存在或版本过期，系统或许会提示你进行安装或更新操作。你可以选择CONTINUE，从Google Play商店安装该服务；也能依据“更新AR版Google Play服务”里的指引，手动对这款应用进行更新。

通过hello_ar_java这款应用，用户能够在AR技术识别出的平面区域内，添加一个立体的ARCore模型。该应用采用Android GL SurfaceView技术来完成相机画面的实时展示，以及像平面标识、锚点这类基础AR元素的呈现工作。若想了解hello_ar_java的示例渲染框架，可前往com/google/ar/core/examples/java/common/samplerender路径进行查看。

在hello_ar_java示例里，其生命周期相关的方法和一般OpenGL应用所采用的生命周期方法存在差异。若要保证您开发的AR应用能正确完成初始化配置，建议参考该示例中关于生命周期的管理思路来进行操作。

5、使用即时展示位置

借助Instant Placement API，用户无需等待ARCore检测表面几何图形，即可直接在屏幕上放置AR对象。当用户在环境中持续移动时，系统会实时对对象的放置位置进行优化调整。一旦ARCore在AR对象的放置区域检测到准确的姿态，原本显示的白色对象就会自动更新为姿态精准的状态，同时从半透明变为不透明。

在hello_ar_java里，Instant Placement是会自动启用的。你可以点击屏幕上的齿轮图标，接着从弹出的下拉菜单里选择Instant Placement选项。此时你会看到Enable Instant Placement这个复选框应该已经处于勾选状态了。

点按屏幕来放置对象。当全息对象在屏幕上显示后，记得持续来回移动设备，这样ARCore才能收集到足够的周围环境数据，从而精准锚定虚拟对象。

Google Play Services for AR相关基本概念

在着手探索ARCore的深层机制前，先掌握几个核心基础概念能让后续理解更顺畅。正是这些概念的协同作用，才让ARCore得以让虚拟元素仿佛真实存在于现实场景的表面，或是精准锚定在现实空间的特定位置上。

1、运动追踪

当移动设备在真实环境中发生位移时，ARCore技术会借助同时定位与映射（SLAM）机制，持续感知设备自身与周边空间的相对位置关系。该技术会自动识别摄像头捕捉画面里具有明显视觉差异的特征标记（即特征点），并以此为依据推算设备的位置变动情况。同时，这些视觉层面的数据会与设备IMU传感器的惯性测量信息相互融合，共同用于精准估算摄像头在特定时段内，相对于现实场景的姿态参数，包括具体位置坐标与方向角度。

开发者可以把渲染3D内容的虚拟摄像头姿势，和ARCore所提供的设备摄像头姿势进行对齐，这样就能从准确的角度来渲染虚拟内容了。之后把渲染好的虚拟图像叠加到设备相机捕捉到的图像上，虚拟内容就会显得像是现实世界里真实存在的一部分。

2、环境理解

这款工具能够识别环境中的特征点与平面，以此持续深化对现实场景的认知和把握。

该AR开发工具能够识别出聚集在常见水平面或垂直面上（像桌面、墙面这类）的特征点群，并将这些表面以几何平面的形式呈现给应用程序。同时，它还能确定每个几何平面的边界范围，并把相关数据传递给应用。借助这些信息，开发者可以把虚拟物体放置在平整的表面之上。

因为ARCore是通过特征点来实现平面检测的，所以对于白墙这类缺乏纹理的平整表面，它可能无法准确识别。

3、深度理解

ARCore 能够借助受支持设备的主 RGB 摄像头生成深度图，该深度图包含了表面与特定点之间距离相关的数据。利用深度图所提供的信息，您可以打造出沉浸式且逼真的用户体验，比如让虚拟对象和观察到的表面精准碰撞，或是让虚拟对象呈现于真实对象的前方或后方。

4、光估测

该工具能够感知所处环境的光线情况，针对摄像头捕捉的画面，给出整体的亮度均值与色彩校准参数。借助这些数据，可让虚拟物体的光照效果与实际环境保持一致，进而增强其视觉上的真实感。

5、用户互动

ARCore借助点击测试功能，接收与手机屏幕对应的(x,y)坐标（这些坐标由点按或应用支持的其他互动方式提供），接着从摄像头的世界视图中投射出一条光线，然后返回这条射线所相交的所有几何平面或特征点，以及交点在现实世界空间里的姿态信息。通过这种方式，用户就能对环境中的对象进行选择，或者以其他形式与之互动。

6、定向点

借助定向点，您能够把虚拟对象放置在倾斜的表面上。当您进行会返回特征点的点击测试时，ARCore 会扫描附近的特征点，并利用这些特征点来尝试推算出给定特征点所在表面的角度。随后，ARCore 会返回一个包含该角度考量的姿势。因为 ARCore 是通过特征点聚类来检测 Surface 角度的，所以对于缺乏纹理的表面（比如白墙），可能无法做到准确检测。

7、锚点和可跟踪对象

随着ARCore对自身方位及周边环境的感知能力不断优化，相关呈现姿态也会相应调整。若要放置虚拟物体，需先设定锚点，这样ARCore才能持续追踪物体位置的变化。一般情况下，锚点可依据点击测试所获取的姿态来创建，具体操作可参考用户交互相关说明。

当空间姿态出现变动时，AR系统可能会对环境中的可跟踪元素（如几何平面、特征点等）进行位置更新。这类元素被称为“可跟踪对象”，系统会持续追踪它们的状态变化。若将虚拟内容锚定到特定的可跟踪对象上，即便设备发生移动，虚拟内容与该对象的相对位置也能保持稳定。例如，把虚拟模型放置在桌面后，即便后续系统调整了桌面平面的姿态参数，虚拟模型依然会稳固地呈现在桌面上。

注意：为了减少CPU开销，请尽量重复利用锚点，同时及时分离不再需要的锚点。

8、增强图像

借助增强图像功能，您能够开发出可对特定2D图像（像产品包装、电影海报这类）做出响应的AR应用。当用户用手机相机对准这类特定图片时，就能启动AR体验。举个例子，用户把手机相机对准电影海报，海报上的角色就会“跳”出来，呈现出立体效果。此外，ARCore还具备追踪动态图像的能力，比如移动中的公交车侧面的广告牌也能被它识别追踪。

你既能够在无网络环境下对图片进行编译操作来构建图片数据库，也可以直接从设备端即时补充单个图片。完成注册流程后，ARCore会自动识别这些图像及其边缘范围，并反馈出对应的空间姿态信息。

ARCore 适配于搭载 Android 7.0（Nougat）及更新系统版本的多款认证安卓手机。在开发者预览阶段，其支持的设备清单可参考下图所示。