Question

我是增强现实领域的初学者，致力于使用智能手机创建建筑计划（平面图，房间平面图等，具有精确测量）的应用程序。所以我正在研究可用于此的最佳AR SDK。 Vuforia对抗ARCore和ARKit的文章并不多。

请建议使用最好的SDK，各自的优点和缺点。

Answer 1

更新时间：2019年4月5日。

目前ARCore适用于Android和iOS，较年轻的ARKit仅适用于iOS（iPhone 6s及更高版本），而古老的Vuforia也适用于iOS和Android。 Vuforia使用ARCore / ARKit技术，如果它运行的硬件支持它，否则它使用自己的AR技术和引擎（没有相关硬件的软件解决方案）。

然而，开发运行Android的OEM智能手机存在问题：所有这些设备都需要校准才能观察到相同的AR体验。

ARCore

成熟版ARCore的当前版本为1.8。最近的主要更新带来了诸如Augmented Faces API，开源场景中的动画，Point Cloud ID，多人游戏支持和改进的文档等重要功能。众所周知，ARCore允许移动设备使用Concurrent Odometry and Mapping（COM）相对于世界以6自由度（6-DoF）理解和跟踪其位置和方向，并允许检测其大小和位置。三种类型的表面：水平，垂直和有角度的表面，如地面，桌子，长凳，墙壁等，使用来自摄像机和陀螺仪和加速度计的视觉数据（以相同的方式操作ARKit和Vuforia）。 ARCore对现实世界的理解使您能够以与现实世界集成的方式放置3D对象和2D注释。因此，您可以使用Anchor（用于Android应用）或GARAnchor（用于iOS应用）类在现实世界咖啡桌的角落放置虚拟杯。

ARCore有三个主要的基本概念： Motion Tracking ， Environmental Understanding 和 Light Estimation 。正如我之前所说，当您将手机移动到真实场景时，ARCore使用COM方法来了解手机的位置，相对于周围的世界。 ARCore在捕获的RGB图像序列中检测到所谓的feature points，并使用它们来计算手机的位置变化。视觉信息与来自惯性测量单元（IMU）的测量结果相结合，以估计相机随时间的位置和方向。然后，ARCore会查找看似位于水平或垂直曲面上的feature points群集，并将这些曲面作为planes提供给您的应用。因此，您可以使用所有这些数据将虚拟对象放入场景中。纹理3D几何体由ARCore的伴侣呈现 - Sceneform（有一个实时的基于物理的渲染引擎 - 细丝）。此外，ARCore可以检测有关其环境照明的信息，并为您提供给定摄像机图像的平均强度和颜色校正。此信息可让您在与周围环境相同的条件下点亮虚拟对象，从而增强真实感。

ARCore比ARKit年龄大得多。你还记得Tango吗？因此，ARCore是一款没有深度相机的探戈。明智地收购FlyBy和MetaIO帮助Apple迎头赶上。假设，它对AR行业非常有利。 ARCore需要Android 7.0 Nougat或更高版本，支持OpenGL ES 3.1加速，并与Unity，Unreal和Web应用程序集成。目前，Android平台上AR体验最强大，最节能的芯片组是Kirin 980（7nm），Snapdragon 855（7nm）和Exynos 9820（8nm）。 ARCore价格：免费。

以下是用Kotlin语言编写的ARCore项目的样子：

// MainActivity.kt

class MainActivity: AppCompatActivity() {

    lateinit var fragment: ArFragment

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        setSupportActionBar(toolbar)
        fragment = supportFragmentManager.findFragmentById(R.id.sceneform_fragment) as ArFragment

        button.setOnClickListener {
            addObject(Uri.parse("Helicopter.sfa"))
        }
    }
    private fun addObject(parse: Uri) {
        val frame = fragment.arSceneView.arFrame
        val point = getScreenCenter()
        if (frame != null) {
            val hits = frame.hitTest(point.x.toFloat(), point.y.toFloat())

            for (hit in hits) {
                val trackable = hit.trackable
                if (trackable is Plane && trackable.isPoseInPolygon(hit.hitPose)) {
                    placeObject(fragment, hit.createAnchor(), parse)
                    break
                }
            }
        }
    }
    private fun placeObject(fragment: ArFragment, createAnchor: Anchor, model: Uri) {
        ModelRenderable.builder()
            .setSource(fragment.context, model)
            .build()
            .thenAccept {
                addNodeToScene(fragment, createAnchor, it)
            }
            .exceptionally {
                val builder = AlertDialog.Builder(this)
                builder.setMessage(it.message)
                    .setTitle("Hey, I'm error!")
                val dialog = builder.create()
                dialog.show()
                return@exceptionally null
            }
    }
    private fun addNodeToScene(fragment: ArFragment, createAnchor: Anchor, renderable: ModelRenderable) {
        val anchorNode = AnchorNode(createAnchor)
        val rotatingNode = RotatingNode()
        val transformableNode = TransformableNode(fragment.transformationSystem)
        rotatingNode.renderable = renderable
        rotatingNode.addChild(transformableNode)
        rotatingNode.setParent(anchorNode)
        fragment.arSceneView.scene.addChild(anchorNode)
        transformableNode.select()
    }
    override fun onCreateOptionsMenu(menu: Menu): Boolean {
        menuInflater.inflate(R.menu.menu_main, menu)
        return true
    }
    private fun getScreenCenter(): android.graphics.Point {
        val s = findViewById<View>(android.R.id.content)
        return Point(s.width/2, s.height/2)
    }
    override fun onOptionsItemSelected(item: MenuItem): Boolean {
        return when (item.itemId) {
            R.id.action_settings -> true
            else -> super.onOptionsItemSelected(item)
        }
    }
}

<强> ARKit

ARKit具有许多有用的功能，可用于精确测量。例如，其最新版本2.0为ARWorldMap添加了Persistent AR experiences功能。这使您可以在应用变为非活动状态时保存世界地图，然后在下次应用程序在同一物理环境中启动时将其还原。您可以从恢复的世界地图中集中使用ARAnchor父类，将相同的虚拟内容放置在已保存会话的相同位置。 ARKit中的测量工具非常准确。 ARKit具有3D跟踪，2D跟踪，垂直/水平平面检测，图像检测，QR码检测（使用Vision框架），3D对象检测等。在ARKit中使用iBeacons，iBeacon感知应用程序可以知道它在哪个房间，并显示该房间的正确3D / 2D内容。

ARKit使用Visual Inertial Odometry（VIO）准确跟踪周围的世界。 VIO方法与ARCore中使用的Concurrent Odometry and Mapping非常相似。 ARKit中还有三个主要的基本概念： World Tracking ， Scene Understanding （包括 平面检测< / em> ， 点击测试 和 灯光评估 ）和 {{ 1}} 在ARKit的伴侣 - SceneKit框架的帮助下。 VIO将RGB相机传感器数据以60 fps的速度与Core-Motion数据（IMU）以1000 fps融合。 SceneKit以60/120 fps渲染其3D几何体。应该注意的是，由于能量影响非常大（因为CPU和GPU的负担很大），iPhone的电池电量会很快耗尽。

当您在Mac上构建兼容ARKit 2.0的iOS应用程序时，您需要Xcode 10和运行iOS 12的移动设备.ARKit支持Metal 2.0和OpenGL GPU加速。 ARKit拥有一个Rendering（最多6人）和Pixar的全新multiuser support（适用于复杂的3D场景），当然还有基于物理的渲染a.k.a. USDZ file format。 ARKit与Unity和Unreal集成。目前，iOS平台上最强大，最节能的AR体验芯片组是A12 Bionic（7nm）。 ARKit价格：免费。

以下是用Swift语言编写的ARKit双视图项目的样子：

PBR

<强> Vuforia

PTC Vuforia Engine 8.1拥有与最新版本的ARKit和ARCore大致相同的功能，以及它自己的新功能，例如带有深度学习的模型目标，用于无标记AR体验的VISLAM和用于外部摄像头的外部摄像头支持iOS，以及ARCore和ARKit的新实验API。 Vuforia有一个独立版本，一个版本直接烘焙到Unity。它具有以下功能：具有深度学习的模型目标（允许使用预先存在的3D模型和深度学习算法通过形状立即识别对象），图像目标（最简单）将AR内容放在平面对象上的方法），多目标（对于具有平面和多边的对象），圆柱目标（用于将AR内容放置在具有圆柱形状的对象上），地平面（作为// ViewController.swift import UIKit import SceneKit import ARKit class ViewController: UIViewController, ARSCNViewDelegate { @IBOutlet weak var sceneView: ARSCNView! @IBOutlet weak var sceneView2: ARSCNView! let spotLight = SCNNode() let ambientLight = SCNNode() override func viewDidLoad() { super.viewDidLoad() sceneView.delegate = self sceneView2.delegate = self sceneView.showsStatistics = true sceneView2.showsStatistics = sceneView.showsStatistics let scene = SCNScene(named: "art.scnassets/Helicopter.scn")! sceneView.scene = scene sceneView2.scene = scene sceneView.isPlaying = true sceneView2.isPlaying = true spotLight.light = SCNLight() spotLight.light!.type = .spot spotLight.light!.intensity = 55 ambientLight.light = SCNLight() ambientLight.light!.type = .ambient ambientLight.light!.intensity = 40 sceneView.scene.rootNode.addChildNode(spotLight) sceneView.scene.rootNode.addChildNode(ambientLight) } override func viewWillAppear(_ animated: Bool) { super.viewWillAppear(animated) let configuration = ARWorldTrackingConfiguration() configuration.isAutoFocusEnabled = false configuration.planeDetection = .horizontal configuration.environmentTexturing = .automatic configuration.isLightEstimationEnabled = true sceneView.session.run(configuration) } override func viewWillDisappear(_ animated: Bool) { super.viewWillDisappear(animated) sceneView.session.pause() } func renderer(_ renderer: SCNSceneRenderer, nodeFor anchor: ARAnchor) -> SCNNode? { let node = SCNNode() return node } func renderer(_ renderer: SCNSceneRenderer, updateAtTime time: TimeInterval) { guard let lightEstimate = sceneView.session.currentFrame?.lightEstimate else { return } spotLight.light!.intensity = lightEstimate.ambientIntensity / 1000 } }的一部分，此功能可将数字内容放置在地板和桌面上，并且它仅与平台启动器支持的设备兼容 - Smart Terrain和ARKit - 或者由Vuforia专门校准过的设备）， VuMarks （允许识别和添加内容到一系列对象），对象目标< / strong>（用于扫描对象）和 Fusion 。

Vuforia Fusion是一种旨在解决AR支持技术碎片问题的功能，如相机，传感器，芯片组和ARKit等软件框架。使用Vuforia Fusion，您的应用程序将自动提供最佳体验，无需额外的工作。

外置摄像头功能是Vuforia Engine Driver Framework的一部分。外部相机为增强现实提供了一个新视角。它允许Vuforia Engine访问手机和平板电脑配备的摄像头以外的外部视频源。通过使用独立的相机，开发人员可以创建AR体验，从玩具，机器人或工业工具提供第一人称视角。

Vuforia支持iOS设备的金属加速。您也可以将Vuforia Samples用于您的项目。例如：ARCore库包含使用Vuforia功能的各种场景，包括预先配置的对象识别场景，您可以将其用作对象识别应用程序的参考和起点。

Vuforia SDK价格（有四个选项）：免费（您需要注册免费的开发许可证密钥）， <4> 每个经典许可（针对收入低于1000万美元/年的公司构建的应用）， 99美元/月每 Cloud许可和PTC还提供个人价格 Pro许可证（没有收入限制）。

与ARCore和ARKit 相比，Vuforia的开发没有明显限制。

有关详细信息，请参阅Why is ARKit better than the alternatives?文章。

<强> Vuforia Core Samples 即可。 Vuforia的测量精度取决于您正在开发的平台。注意： Vuforia Chalk 应用程序使用Apple的ARKit。

在App Store和Google Play中试用免费的AR应用。

以下是用C＃语言编写的Unity Vuforia项目的样子（以下示例说明如何使用自定义3D模型扩充Vuforia For me, ARKit has a greater measurement accuracy without any need to calibrate a scene）：

Image Target

Answer 2

出色的信息。但是，根据使用ARCore和ARkit的经验，我想补充几点。关于映射，与ARkit相比，ARCore具有管理更大地图的能力。与ARkit相比，ARcore跟踪更多的功能点。另一个要点是，ARKit比ARcore更好地区分了表面的水平和垂直检测。

与ARCore和ARKit相比，Vuforia有任何限制吗？

2 个答案: