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ARKit 玩出新高度:iPhone+纸盒眼镜怎么实现 Inside-out 追踪?

本文作者: 田苗 2017-07-14 18:24
导语:ARkit 的新玩法真是层出不穷啊!

自从苹果推出 ARKit 之后,不少开发者已经玩疯了。继 ARkit+HTC Vive 玩《Tilt Brush》的视频引来众人围观后,又有一家内容团队把 ARKit 玩出了新高度。


据雷锋网了解,这家团队名叫 Nexus Studios,他们将 ARKit 开发的 demo,与纸盒眼镜 Cardboard 结合,在户外展示了所能实现的效果。

从视频中,我们能看到,戴上 Cardboard 之后,你眼前的内容一会儿切换成 AR,真实环境与虚拟的内容一同显示,一会儿切换成 VR,完全进入虚拟的世界中,相当有意思。

Nexus Studio 称“在 iPhone 7 上实现 AR 效果,以及达到每秒 60 帧 VR 画面 Inside-out 追踪,是完全有可能的。”但还是有一些小问题,“不能快速地移动头部,只要你在内容呈现的‘画廊范围内’走动,定位追踪的效果还不错。”

Nexus Studios 的互动艺术部门负责人 Luke Ritchie 向外媒表示,他们测试了 10 分钟,他透露到"说实话,追踪确实很棒。如果快速转动头部,画面会不稳定。快速移动和稍长的延时会让人感到有些不舒服。我们不建议现在就拿给消费者使用。"

ARKit 玩出新高度:iPhone+纸盒眼镜怎么实现 Inside-out 追踪?树旁边是虚拟的画

在这个测试视频中,有两点比较有意思,一是这个 demo 在户外测试,并且有一定空间范围的移动,其中苹果手机怎样实现定位追踪的?另外, VR、AR 是如何随意切换的?

雷锋网请教了 Usens 技术副总裁马赓宇,他给出了很详细的回答:

ARKit 的 SLAM 技术,是基于单目相机和 IMU 传感器融合的。通过对摄像头图像中的特征点识别和跟踪,可以重建出场景的 3D 模型。但是单目相机无法得到尺度信息。因此需要用 IMU 中的陀螺仪和加速度信息进行融合,得到场景的真实尺度信息。


AR 和 VR 中用到估算的 SLAM 空间定位技术都是一样的,只是显示的内容不一样。SLAM 会识别出双眼在世界坐标系下的位置。AR 应用中是把一个虚拟物体显示在一个世界坐标系中的某个位置,同时显示真实场景的内容。VR 应用就是只显示虚拟物体,不显示真实场景。


因为 ARKit 是针对 AR 场景开发的,所以对快速旋转跟踪的并不好。文中也说了,只是对类似看画廊的那种平移移动效果比较好。

简单来说,基于苹果手机上单目相机和 IMU 传感器融合的 SLAM 技术,定位是一样的,只不过根据内容开发的不同,而产生了 AR、VR 切换的效果。仔细看视频,你会发现,他们在真实的树上设置了点云。

马赓宇也解释道,

咱们手机上的摄像头,是可以直接看到外部环境的。AR 无非就是在这个画面上叠加了虚拟的物体。而 VR 就是把 VR 的内容,放到你的屏幕上了,比如你看电影的时候或玩游戏的时候,就看不到外部环境了。

ARKit 玩出新高度:iPhone+纸盒眼镜怎么实现 Inside-out 追踪?VR时候的画面,在“画廊的范围内”移动

另外,基于现有的包括单目、双目和深度相机等三种视觉定位追踪方案,马赓宇表示它们的不同之处在于:

单目使用的信息最少,如果跟踪丢失的话,需要相对较长的时间进行初始化。而且估计尺度需要较高的 IMU精度。成本最低。


双目可以通过单帧图像得到场景的真实尺度,初始化比较简单。但是由于基线长度限制,对太远的场景初始化不好。而且成本相对较低。


深度相机要处理的数据量比较大,计算比较复杂。而且深度相机成本比较高

雷锋网又想到了当年搭载深度相机的 Tango 手机,尽管推出的时间很早,但并没得到开发者热烈的反响,究其根本原因还是与硬件的普及度有关。马赓宇说,“Tango 硬件不普及,必须要特殊的硬件才能用,所以一般开发者也不会在 Tango上开发应用,导致消费者没有购买的动力。

ARKit 玩出新高度:iPhone+纸盒眼镜怎么实现 Inside-out 追踪?

事实上,除了国外开发者玩的嗨,国内也有开发者正在进行 ARKit 的内容开发。雷锋网联系到武汉火游网络的 CEO 童洋,他跟 Luke Ritchie 的看法一致,现在 ARKit 还不成熟。他们现在使用 iPhone 7、iPhone 6 & 6s 进行 Demo 测试,还处于只是“能用”的阶段,可能需要等待 iPhone 8 的上市,在硬件和软件上能更好地支持 ARKit。

再来说说文章一开始提到的 VRKit 和 HTC Vive,有可能是通过单目+IMU 的定位方式,并配合 Lighthouse 空间定位系统,实现了我们所看到的效果。

最后,iPhone 8 如果上市了,你会不会为了好玩的 AR 换手机?笔芯。

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