ARCore:从哪里冒出来的ARCore

一、ARCore的横空出世


前几天的谷歌开发人员日,技术专家Tom Slater连线在波兰克拉科夫的ICE会议中心,在YouTube直播中荣重推出了ARCore。

苹果今年6月份发布的ARkit,对于开发者和用户都极度友好,它通过iPhone现有的摄像头与陀螺仪就能实现绝大多数AR体验。相比之下,Tango还需要红外深度感知传感器的配合。ARCore的发布,普遍被认为这是谷歌对象ARKit的一次反击。

二、Tango会被Google抛弃吗


在过去三年里,Google一直在开发基于Tango技术的移动AR技术,联想和华硕还为其打造了适配的手机产品Phab 2 Pro和ZenFone AR。

硬件方面: Tango拥有红外深度感知传感器,确实具备比较完整的AR能力。
软件方面: 同样在Tracking中只依赖于单目的算法,目前的ARCore也确实继承了一部分Tango的架构或者思路,甚至有部分人认为ARCore只是注释掉了Tango 底层算法中深度相机那部分,事实肯定没这么简单。

所以不认为Tango会被放弃,只是不会做为主力的产品而转为底层的能力服务Google的其他业务。

而ARCore则是建立在这项工作之上的。但是它没有任何额外的硬件,这意味着它可以在Android生态系统中扩展,为现有和未来的Android手机带来了增强现实功能,开发者现在就可以开始尝试使用它了。

从今天开始使用Pixel和三星的S8,运行7.0 Nougat和以上的数百万设备上,就可以运行ARCore。在预览的最后,谷歌的目标是1亿台设备。谷歌与三星(Samsung)、华为(Huawei)、LG(LG)、华硕(ASUS)等制造商合作,为质量和高性能提供一致的标准。

三、和ARKit比划比划


ARCore和ARKit两者工作原理的大致相同,都允许开发人员使用现有手机的单个摄像头来感知并跟踪手机相对于世界的位置,并能调整虚拟物体与现实世界的匹配程度。都能与Java/OpenGL,Unity和Unreal配合使用,不需要其他特制硬件就可以在手机系统上运行。

但是ARKit应用程序在任何具有A9处理器的iOS 11系统上都可以运行,以为着任何iPhone 6S、iPad Pro或者更高版本都能运行。但是对于Android来说,由于不同厂商的手机型号会有兼容性问题和摄像头的不同,很大程度上限制的ARCore在Android上的推广。

此外Google还将AR引入Web,认为其实“AR未来关键组成部分”。并发布了两个实验性的浏览器—以AR为重点的Chrominum浏览器版本:一个在Android基础上可以使用ARCore;另一个基于iOS,可以使用ARKit。这样Web开发人员使用AR,用浏览器也能使用上AR功能。

另一方面,由于硬件环境和算法架构的不同,两者肯定在体验和细微的功能上会有所区别,比如图像的分辨率、刷新率,或者光源感知算法的效果以及尺度收敛的速度和精度等。基于VIO架构的ARKit更加侧重于定位本身,比较轻量,在小范围场景内使用不会有明显的飘移感。基于原Tango架构的ARCore在定位之外,会比较注重三维重建的部分,输出的3D点至少也是半稠密的。

整体看ARKit使用更加流畅,帧率也较高,对于用户来说体验是非常好的。ARCore在未来的想象力会更大一些,代价是计算量也会更大一些,所以流畅性会有所欠缺,帧率也低于ARKit,不过定位的精度可能会优于ARKit,并且具备重定位的功能。

四、ARCore到底有什么本事


ARCore主要做了以下三件事情,使得ARCore可以使虚拟的内容放置在真实的表面上,与真实世界相关联:


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ARCore
  1. 运动跟踪
    ARCore从摄像头捕获的图片中探测视觉上不同的特征点和IMU传感器数据,来了解手机移动时相对于周围世界的位置,计算其位置的变化。基于ARCore提供的摄像头的位置和方向(Pose),渲染的虚拟图像可以和摄像头获得的图像重叠,保持其准确位置,从而使得虚拟内容看起来是真实的世界的一部分。

  2. 环境理解
    ARCore通过探测特征点和平面,不断提高对真实世界环境的认识。通过寻找出现在某水平面上的特征点集群,如桌子,让你的应用可以使用这些表面作为你的应用画板。ARCore还确定每个画板的边界,这样你的应用就可以使用这些信息将虚拟对象放在平面上。但是由于ARCore使用特征点来检测,对于没有纹理的平面,如镜面无法正确的检测。

  3. 光学评估
    ARCore探测环境光,通过光学算法叠加到虚拟画像上,使得开发者能够与周围环境相匹配的方式来点亮虚拟物体。两个世界的阴影相匹配,使得虚拟对象外观看起来更逼真。


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2.完整和持续更新的《使用Android打开AR的开发大门—ARCore》文档,欢迎大家阅读!
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