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1.1-ARKit框架简介

• 再上一小节中，相信大家已经对<ARKit>框架的使用及原理有了一个全局的认识，为了能够更加深入的研究学习ARKit技术，所以笔者本小节主要介绍<ARKit>框架中所有的API

  • 本篇主要翻译自苹果官方文档，适当加上一些笔者的见解

• ARKit框架类图

0501.png

1.2-ARAnchor

• ARAnchor表示一个物体在3D空间的位置和方向（ARAnchor通常称为物体的3D锚点，有点像UIKit框架中CALayer的Anchor）
  • ARFrame表示的也是物体的位置和方向，但是ARFrame通常表示的是AR相机的位置和方向以及追踪相机的时间，还可以捕捉相机的帧图片
    • 也就是说ARFrame用于捕捉相机的移动，其他虚拟物体用ARAnchor

@interface ARAnchor : NSObject 
    
     /** 标识符 */@property (nonatomic, readonly) NSUUID *identifier;/** 锚点的旋转变换矩阵，定义了锚点的旋转、位置、缩放。是一个4x4的矩阵（读者可以自行科普什么叫4x4矩阵） */ @property (nonatomic, readonly) matrix_float4x4 transform; /** 构造方法,一般我们无需构造。因为添加一个3D物体时ARKit会有代理告知我们物体的锚点 */ - (instancetype)initWithTransform:(matrix_float4x4)transform; @end
    

1.3-ARCamera

• *AR相机，该类API较多，并且理解比较困难，将会在后续小节单独介绍
  • 该类非常重要，且API较多，将在后续小节介绍

1.4-ARError

• ARError是一个描述ARKit错误的类，这个错误来源于几个方面，例如设备不支持，或者当相机常驻后台时ARSession会断开等问题

//作用域，一般会表示是哪一个类出现问题NSString *const ARErrorDomain;//错误码描述  100：不支持会话追踪配置，主线由于A9芯片以下的机型会报错   101：失活状态 102：传感器故障 200：追踪失败 typedef NS_ERROR_ENUM(ARErrorDomain, ARErrorCode) { /** Unsupported session configuration. */ ARErrorCodeUnsupportedConfiguration = 100, /** A sensor required to run the session is not available. */ ARErrorCodeSensorUnavailable = 101, /** A sensor failed to provide the required input. */ ARErrorCodeSensorFailed = 102, /** World tracking has encountered a fatal error. */ ARErrorCodeWorldTrackingFailed = 200, };

1.5-ARFrame

• ARFrame主要是追踪相机当前的状态，这个状态不仅仅只是位置，还有图像帧及时间等参数

@interface ARFrame : NSObject 
    
      /** 时间戳. */ @property (nonatomic, readonly) NSTimeInterval timestamp; /** 缓冲区图像帧 */ @property (nonatomic, readonly) CVPixelBufferRef capturedImage; /** 相机（表示这个ARFrame是哪一个相机的，iPhone7plus有两个摄像机） */ @property (nonatomic, copy, readonly) ARCamera *camera; /** 返回当前相机捕捉到的锚点数据（当一个3D虚拟模型加入到ARKit中时，锚点值得就是这个模型在AR中的位置） */ @property (nonatomic, copy, readonly) NSArray
     
       *anchors; /** 灯光，详情可见本章节ARLightEstimate类介绍（指的是灯光强度 一般是0-2000，系统默认1000） */ @property (nonatomic, copy, nullable, readonly) ARLightEstimate *lightEstimate; /** 特征点（应该是捕捉平地或者人脸的，比较苹果有自带的人脸识别功能） */ @property (nonatomic, nullable, readonly) ARPointCloud *rawFeaturePoints; /** 根据2D坐标点搜索3D模型，这个方法通常用于，当我们在手机屏幕点击某一个点的时候，可以捕捉到这一个点所在的3D模型的位置，至于为什么是一个数组非常好理解。手机屏幕一个是长方形，这是一个二维空间。而相机捕捉到的是一个由这个二维空间射出去的长方体，我们点击屏幕一个点可以理解为在这个长方体的边缘射出一条线，这一条线上可能会有多个3D物体模型 point：2D坐标点（手机屏幕某一点） ARHitTestResultType：捕捉类型 点还是面 (NSArray
      
        *)：追踪结果数组 详情见本章节ARHitTestResult类介绍 */ - (NSArray
       
         *)hitTest:(CGPoint)point types:(ARHitTestResultType)types; /** 相机窗口的的坐标变换（可用于相机横竖屏的旋转适配） */ - (CGAffineTransform)displayTransformWithViewportSize:(CGSize)viewportSize orientation:(UIInterfaceOrientation)orientation; @end
       
      
     
    

1.6-ARHitTestResult

• ARHitTestResult：点击回调结果，这个类主要用于虚拟增强现实技术（AR技术）中现实世界与3D场景中虚拟物体的交互。 比如我们在相机中移动。拖拽3D虚拟物体，都可以通过这个类来获取ARKit所捕捉的结果

//捕捉类型枚举typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, ARHitTestResultType) {    /** 点. */ ARHitTestResultTypeFeaturePoint = (1 << 0), /** 水平面 y为0. */ ARHitTestResultTypeEstimatedHorizontalPlane = (1 << 1), /** 已结存在的平面. */ ARHitTestResultTypeExistingPlane = (1 << 3), /** 已结存在的锚点和平面. */ ARHitTestResultTypeExistingPlaneUsingExtent = (1 << 4), } NS_SWIFT_NAME(ARHitTestResult.ResultType); /** 捕捉类型 */ @property (nonatomic, readonly) ARHitTestResultType type; /** 3D虚拟物体与相机的距离（单位：米） */ @property (nonatomic, readonly) CGFloat distance; /** 本地坐标矩阵（世界坐标指的是相机为场景原点的坐标，而每一个3D物体自身有一个场景，本地坐标就是相对于这个场景的坐标）类似于frame和bounds的区别 */ @property (nonatomic, readonly) matrix_float4x4 localTransform; /** 世界坐标矩阵 */ @property (nonatomic, readonly) matrix_float4x4 worldTransform; /** 锚点（3D虚拟物体，在虚拟世界有一个位置，这个位置参数是SceneKit中的SCNVector3：三维矢量），而锚点anchor是这个物体在AR现实场景中的位置，是一个4x4的矩阵 */ @property (nonatomic, strong, nullable, readonly) ARAnchor *anchor; @end

1.7-ARLightEstimate

• ARLightEstimate是一个灯光效果，它可以让你的AR场景看起来更加的好

@interface ARLightEstimate : NSObject 
    
     /**灯光强度  范围0-2000 默认1000 */@property (nonatomic, readonly) CGFloat ambientIntensity;@end
    

1.8-ARPlaneAnchor

• ARPlaneAnchor是ARAnchor的子类，笔者称之为平地锚点。ARKit能够自动识别平地，并且会默认添加一个锚点到场景中，当然要想看到真实世界中的平地效果，需要我们自己使用SCNNode来渲染这个锚点
  • 锚点只是一个位置

/**平地类型，目前只有一个，就是水平面 */@property (nonatomic, readonly) ARPlaneAnchorAlignment alignment;/** 3轴矢量结构体，表示平地的中心点 x/y/z */ @property (nonatomic, readonly) vector_float3 center; /** 3轴矢量结构体，表示平地的大小（宽度和高度） x/y/z */ @property (nonatomic, readonly) vector_float3 extent; @end

1.9-ARPointCloud

• ARPointCloud：点状渲染云，主要用于渲染场景

@interface ARPointCloud : NSObject 
    
     /** 点的数量 */@property (nonatomic, readonly) NSUInteger count;/** 每一个点的位置的集合（结构体带*表示的是结构体数组） */ @property (nonatomic, readonly) const vector_float3 *points; @end
    

1.10-ARSCNView

• AR视图，在第一小节笔者介绍过，ARKit支持3D的AR场景和2D的AR场景，ARSCNView是3D的AR场景视图

  • 该类非常重要，且API较多，将在后续小节介绍

• 该类是整个ARKit框架中唯一两个有代理的类其中之一

1.11-ARSession

• AR会话，它的作用已经在前面小节中介绍，这里不再累述

  • 该类非常重要，且API较多，将在后续小节介绍

• 该类是整个ARKit框架中唯一两个有代理的类其中之一

1.12-ARSessionConfiguration

• ARSessionConfiguration会话追踪配置，主要就是追踪相机的配置
  • 注意：该类还有一个子类：ARWorldTrackingSessionConfiguration，它们在同一个API文件中

//会话追踪配置类@interface ARSessionConfiguration : NSObject 
    
     /**当前设备是否支持，一般A9芯片以下设备不支持 */@property(class, nonatomic, readonly) BOOL isSupported; /** 会话的对其方式，这里的对其指的是3D世界的坐标。枚举值见下方 */ @property (nonatomic, readwrite) ARWorldAlignment worldAlignment; /** 是否需要自适应灯光效果，默认是YES */ @property (nonatomic, readwrite, getter=isLightEstimationEnabled) BOOL lightEstimationEnabled; @end //世界会话追踪配置，苹果建议我们使用这个类，这个子类只有一个属性，也就是可以帮助我们追踪相机捕捉到的平地 @interface ARWorldTrackingSessionConfiguration : ARSessionConfiguration /** 侦查类型。枚举值见下方（默认侦查平地） */ @property (nonatomic, readwrite) ARPlaneDetection planeDetection; @end
    

//追踪对其方式，这个决定了会话的参考坐标系（参照物）

typedef NS_ENUM(NSInteger, ARWorldAlignment) {

/* 相机位置 vector (0, -1, 0) /

ARWorldAlignmentGravity,

/** 相机位置及方向. vector (0, -1, 0) heading ：(0, 0, -1) */ARWorldAlignmentGravityAndHeading,/** 相机方向. */ ARWorldAlignmentCamera

} NS_SWIFT_NAME(ARSessionConfiguration.WorldAlignment);

/

侦查类型

*/

API_AVAILABLE(ios(11.0)) API_UNAVAILABLE(macos, watchos, tvos)

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, ARPlaneDetection) {

/ 不侦查. */

ARPlaneDetectionNone = 0,

/** 平地侦查 */ARPlaneDetectionHorizontal  = (1 << 0),

} NS_SWIFT_NAME(ARWorldTrackingSessionConfiguration.PlaneDetection);

1.13-ARSKView

• ARSKView也是AR视图，只不过他是2D的，由于2D比3D简单很多，并且ARSKView基本与ARSCNView类似，所以这里不做重复介绍。详细内容可参考ARSCNView