ARKit从入门到精通（3）-ARKit自定义实现

时间：2021-10-08 07:13:26

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1.1-创建一个简单的工程

  • 1.上一小节中介绍过，ARSCNView是UIView的子类的子类，所以从理论上来说，我们应用框架UIKit是可以加载AR场景的
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  • 2.给界面添加一个按钮开启AR之旅，创建一个ARSCNViewController：继承于UIViewController，点击按钮跳转到自定义ARSCNViewController
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1.2-搭建ARKit工作环境

  • 一个完整的ARKit工作环境必须要搭建三个对象:ARSCNView（一旦创建，系统会帮我们创建一个场景Scene和相机），ARSession（开启AR和关闭AR都是靠它），ARSessionConfiguration(少了会话追踪配置，AR会话是无法独立工作的)

  • 定义全局属性

#import "ARSCNViewViewController.h"

//3D游戏框架

#import <SceneKit/SceneKit.h>

//ARKit框架

#import <ARKit/ARKit.h>

@interface ARSCNViewViewController ()

//AR视图：展示3D界面

@property(nonatomic,strong)ARSCNView *arSCNView;

//AR会话，负责管理相机追踪配置及3D相机坐标

@property(nonatomic,strong)ARSession *arSession;

//会话追踪配置：负责追踪相机的运动

@property(nonatomic,strong)ARSessionConfiguration *arSessionConfiguration;

//飞机3D模型(本小节加载多个模型)

@property(nonatomic,strong)SCNNode *planeNode;

@end
  • 懒加载（笔者个人习惯）ARKit环境
#pragma mark -搭建ARKit环境

//懒加载会话追踪配置

- (ARSessionConfiguration *)arSessionConfiguration

{

    if (_arSessionConfiguration != nil) {

        return _arSessionConfiguration;

    }

    //1.创建世界追踪会话配置（使用ARWorldTrackingSessionConfiguration效果更加好），需要A9芯片支持

    ARWorldTrackingSessionConfiguration *configuration = [[ARWorldTrackingSessionConfiguration alloc] init];

    //2.设置追踪方向（追踪平面，后面会用到）

    configuration.planeDetection = ARPlaneDetectionHorizontal;

    _arSessionConfiguration = configuration;

    //3.自适应灯光（相机从暗到强光快速过渡效果会平缓一些）

    _arSessionConfiguration.lightEstimationEnabled = YES;

    return _arSessionConfiguration;

}

//懒加载拍摄会话

- (ARSession *)arSession

{

    if(_arSession != nil)

    {

        return _arSession;

    }

    //1.创建会话

    _arSession = [[ARSession alloc] init];

    //2返回会话

    return _arSession;

}

//创建AR视图

- (ARSCNView *)arSCNView

{

    if (_arSCNView != nil) {

        return _arSCNView;

    }

    //1.创建AR视图

    _arSCNView = [[ARSCNView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];

    //2.设置视图会话

    _arSCNView.session = self.arSession;

    //3.自动刷新灯光（3D游戏用到，此处可忽略）

    _arSCNView.automaticallyUpdatesLighting = YES;

    return _arSCNView;

}

1.3-开启AR扫描

  • 我们只需要先将AR视图添加到当前UIView中，然后开启AR会话即可开始我们的AR之旅
    • ***这里需要特别注意的是，最好将开启ARSession的代码放入viewDidAppear而不是viewDidLoad中，这样可以避免线程延迟的问题。开启ARSession的代码可不可以放入viewDidLoad中呢？答案是可以的，但是笔者不建议大家那么做*** 
@implementation ARSCNViewViewController

- (void)viewDidLoad {

    [super viewDidLoad];

    // Do any additional setup after loading the view.

}

- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated

{

    [super viewDidAppear:animated];

    //1.将AR视图添加到当前视图

    [self.view addSubview:self.arSCNView];

    //2.开启AR会话（此时相机开始工作）

    [self.arSession runWithConfiguration:self.arSessionConfiguration];

}

1.4-点击屏幕添加一个3D虚拟物体

  • 默认情况下，节点SCNNode的x/y/z位置是(0,0,0),也就是摄像头所在的位置，每一个ARSession在启动时，摄像头的位置就是3D世界的原点，而且这个原点不再随着摄像头的移动而改变，是第一次就永久固定的
    • 想要让飞机显示在你想要的位置，就需要更加深入的研究ARKit框架，需要了解ARKit的坐标系及API，笔者将会在下一小节慢慢介绍

pragma mark- 点击屏幕添加飞机

  • (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> )touches withEvent:(UIEvent )event
    {
    //1.使用场景加载scn文件（scn格式文件是一个基于3D建模的文件，使用3DMax软件可以创建，这里系统有一个默认的3D飞机）--------在右侧我添加了许多3D模型，只需要替换文件名即可
    SCNScene scene = [SCNScene sceneNamed:@"Models.scnassets/ship.scn"];
    //2.获取飞机节点（一个场景会有多个节点，此处我们只写，飞机节点则默认是场景子节点的第一个）
    //所有的场景有且只有一个根节点，其他所有节点都是根节点的子节点
    SCNNode shipNode = scene.rootNode.childNodes[0];

    //3.将飞机节点添加到当前屏幕中
    [self.arSCNView.scene.rootNode addChildNode:shipNode];
    }

1.5-效果展示

  • 在笔者Xcode左侧已经导入了好几个3D模型，只需要修改文件名既可以加载不同的3D模型,注意路径区别
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  • 飞机
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  • 来张椅子坐一下吧
    • 椅子比较大，我们需要适当调整一下位置
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1.6-完整代码及代码下载地址

  • 完整代码
#import "ARSCNViewViewController.h"

//3D游戏框架

#import <SceneKit/SceneKit.h>

//ARKit框架

#import <ARKit/ARKit.h>

@interface ARSCNViewViewController ()

//AR视图：展示3D界面

@property(nonatomic,strong)ARSCNView *arSCNView;

//AR会话，负责管理相机追踪配置及3D相机坐标

@property(nonatomic,strong)ARSession *arSession;

//会话追踪配置：负责追踪相机的运动

@property(nonatomic,strong)ARSessionConfiguration *arSessionConfiguration;

//飞机3D模型(本小节加载多个模型)

@property(nonatomic,strong)SCNNode *planeNode;

@end

@implementation ARSCNViewViewController

- (void)viewDidLoad {

    [super viewDidLoad];

    // Do any additional setup after loading the view.

}

- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated

{

    [super viewDidAppear:animated];

    //1.将AR视图添加到当前视图

    [self.view addSubview:self.arSCNView];

    //2.开启AR会话（此时相机开始工作）

    [self.arSession runWithConfiguration:self.arSessionConfiguration];

}

#pragma mark- 点击屏幕添加飞机

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event

{

    //1.使用场景加载scn文件（scn格式文件是一个基于3D建模的文件，使用3DMax软件可以创建，这里系统有一个默认的3D飞机）--------在右侧我添加了许多3D模型，只需要替换文件名即可

    SCNScene *scene = [SCNScene sceneNamed:@"Models.scnassets/chair/chair.scn"];

    //2.获取飞机节点（一个场景会有多个节点，此处我们只写，飞机节点则默认是场景子节点的第一个）

    //所有的场景有且只有一个根节点，其他所有节点都是根节点的子节点

    SCNNode *shipNode = scene.rootNode.childNodes[0];

    //椅子比较大，可以可以调整Z轴的位置让它离摄像头远一点，，然后再往下一点（椅子太高我们坐不上去）就可以看得全局一点

    shipNode.position = SCNVector3Make(0, -1, -1);//x/y/z/坐标相对于世界原点，也就是相机位置

    //3.将飞机节点添加到当前屏幕中

    [self.arSCNView.scene.rootNode addChildNode:shipNode];

}

#pragma mark -搭建ARKit环境

//懒加载会话追踪配置

- (ARSessionConfiguration *)arSessionConfiguration

{

    if (_arSessionConfiguration != nil) {

        return _arSessionConfiguration;

    }

    //1.创建世界追踪会话配置（使用ARWorldTrackingSessionConfiguration效果更加好），需要A9芯片支持

    ARWorldTrackingSessionConfiguration *configuration = [[ARWorldTrackingSessionConfiguration alloc] init];

    //2.设置追踪方向（追踪平面，后面会用到）

    configuration.planeDetection = ARPlaneDetectionHorizontal;

    _arSessionConfiguration = configuration;

    //3.自适应灯光（相机从暗到强光快速过渡效果会平缓一些）

    _arSessionConfiguration.lightEstimationEnabled = YES;

    return _arSessionConfiguration;

}

//懒加载拍摄会话

- (ARSession *)arSession

{

    if(_arSession != nil)

    {

        return _arSession;

    }

    //1.创建会话

    _arSession = [[ARSession alloc] init];

    //2返回会话

    return _arSession;

}

//创建AR视图

- (ARSCNView *)arSCNView

{

    if (_arSCNView != nil) {

        return _arSCNView;

    }

    //1.创建AR视图

    _arSCNView = [[ARSCNView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];

    //2.设置视图会话

    _arSCNView.session = self.arSession;

    //3.自动刷新灯光（3D游戏用到，此处可忽略）

    _arSCNView.automaticallyUpdatesLighting = YES;

    return _arSCNView;

}

- (void)didReceiveMemoryWarning {

    [super didReceiveMemoryWarning];

    // Dispose of any resources that can be recreated.

}

/*

#pragma mark - Navigation

// In a storyboard-based application, you will often want to do a little preparation before navigation

- (void)prepareForSegue:(UIStoryboardSegue *)segue sender:(id)sender {

    // Get the new view controller using [segue destinationViewController].

    // Pass the selected object to the new view controller.

}

*/

@end

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