手把手带你写ARCore应用--AR尺子
AIRX社区 2022-08-22

作者:OpenGL

https://juejin.im/post/5ccdb8d3f265da03a1583c1c

苹果推出ARKit之后。Google相继也推出了ARCore。但相对应的苹果在iPhone中都预装了AR尺子。但是Android手机中,用到ARCore的AR应用却少之又少。所以这里带大家熟悉,并写一个AR尺子。



预览



Google官方示例


(1)Google官方ARCore API地址:

https://developers.google.cn/ar/reference/java/

(2)Google官方ARCore Demo地址:

https://github.com/google-ar


集成ARCore


1.向 manifest 添加 AR 选项。并声明Camera权限
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" package="com.jtl.arcoredemo">  //声明Camera权限 <uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" /> <uses-feature android:name="android.hardware.camera" /> <application android:allowBackup="true" android:icon="@mipmap/ic_launcher" android:label="@string/app_name" android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round" android:supportsRtl="true" android:theme="@style/AppTheme"> <activity android:name=".MainActivity"> <intent-filter> <action android:name="android.intent.action.MAIN"/>
<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/> </intent-filter> </activity> //添加AR选项,在启动应用时会判断是否安装了ARCore <meta-data android:name="com.google.ar.core" android:value="required" /> </application>
</manifest>


2.添加依赖库
android { ... //要求JDK 1.8 compileOptions { sourceCompatibility 1.8 targetCompatibility 1.8 }}//在APP Gradle中添加ARCore的依赖库(截至2019.5.4,最新版本为1.8.0)dependencies { implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar']) implementation 'com.android.support:appcompat-v7:28.0.0' implementation 'com.android.support.constraint:constraint-layout:1.1.3' testImplementation 'junit:junit:4.12' androidTestImplementation 'com.android.support.test:runner:1.0.2' androidTestImplementation 'com.android.support.test.espresso:espresso-core:3.0.2'
implementation "com.google.ar.sceneform:core:1.8.0"}


3.请求摄像机权限


这里引入一个PermissionHelper类。

/** * 权限帮助类 */public final class PermissionHelper { private static final int CAMERA_PERMISSION_CODE = 0; private static final String CAMERA_PERMISSION = Manifest.permission.CAMERA;
/** * 是否有相机权限 * @param activity * @return */ public static boolean hasCameraPermission(Activity activity) { return ContextCompat.checkSelfPermission(activity, CAMERA_PERMISSION) == PackageManager.PERMISSION_GRANTED; }
/** * 请求相机权限 * @param activity */ public static void requestCameraPermission(Activity activity) { ActivityCompat.requestPermissions( activity, new String[]{CAMERA_PERMISSION}, CAMERA_PERMISSION_CODE); } /** * 展示申请权限的相应解释 * @param activity * @return */ public static boolean shouldShowRequestPermissionRationale(Activity activity) { return ActivityCompat.shouldShowRequestPermissionRationale(activity, CAMERA_PERMISSION); }
/** * 打开设置界面 * * @param activity */ public static void launchPermissionSettings(Activity activity) { Intent intent = new Intent(); intent.setAction(Settings.ACTION_APPLICATION_DETAILS_SETTINGS); intent.setData(Uri.fromParts("package", activity.getPackageName(), null)); activity.startActivity(intent); } }


在Activity中做相应的权限申请操作

 @Override protected void onResume() { super.onResume(); // ARCore 申请相机权限操作 if (!PermissionHelper.hasCameraPermission(this)) { PermissionHelper.requestCameraPermission(this); return; } }  @Override public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, @NonNull String[] permissions, @NonNull int[] grantResults) { if (!PermissionHelper.hasCameraPermission(this)) { Toast.makeText(this, "该应用需要相机权限", Toast.LENGTH_LONG) .show(); //弹出相应解释 if (!PermissionHelper.shouldShowRequestPermissionRationale(this)) { // 直接跳至设置 修改权限 PermissionHelper.launchPermissionSettings(this); } finish(); } }


初识Session


1.什么是Session:


Session也称为会话,是ARCore最核心的一个类。他可以获取相机数据。并算出相应的锚点信息以及视矩阵,投影矩阵等。这里的部分内容会在后面进行具体叙述。


2.初始化Session


首先判断设备是否支持ARCore

@Override protected void onResume() { super.onResume(); // ARCore 申请相机权限操作 ...  Exception exception =null; String msg =null; //初始化Session if (mSession==null){ try { //判断是否安装ARCore switch (ArCoreApk.getInstance().requestInstall(this,!isInstallRequested)){ case INSTALL_REQUESTED: isInstallRequested=true; break; case INSTALLED: Log.i(TAG,"已安装ARCore"); break; } mSession=new Session(this); } catch (UnavailableArcoreNotInstalledException | UnavailableUserDeclinedInstallationException e) { msg = "Please install ARCore"; exception = e; } catch (UnavailableApkTooOldException e) { msg = "Please update ARCore"; exception = e; } catch (UnavailableSdkTooOldException e) { msg = "Please update this app"; exception = e; } catch (UnavailableDeviceNotCompatibleException e) { msg = "This device does not support AR"; exception = e; } catch (Exception e) { msg = "Failed to create AR session"; exception = e; } //有异常说明不支持或者没安装ARCore if (msg != null) { Log.e(TAG, "Exception creating session", exception); return; } } //该设备支持并且已安装ARCore try { //Session 恢复resume状态 mSession.resume(); } catch (CameraNotAvailableException e) { Log.e(TAG, "Camera not available. Please restart the app."); mSession = null;  return; } }


3.开始或恢复Session(会话)

@Override protected void onResume() { super.onResume(); // ARCore 申请相机权限操作 ...
Exception exception =null; String msg =null; //初始化Session if (mSession==null){ //判断是否支持ARCore ... } //该设备支持并且已安装ARCore try { //Session 恢复resume状态 mSession.resume(); } catch (CameraNotAvailableException e) { Log.e(TAG, "Camera not available. Please restart the app."); mSession = null; return; } }


4.暂停关闭Session(会话)

 @Override protected void onPause() { super.onPause(); if (mSession!=null){ mSession.pause(); } }
@Override protected void onDestroy() { super.onDestroy(); if (mSession!=null){ mSession.close(); } }


OpenGL渲染


1.简单介绍:


首先这里只是简单介绍一下OpenGL,具体的会在后面进行具体叙述。

OpenGL是一个渲染协议。很多渲染引擎底层就是用OpenGL实现的。现在的移动手机都是用的OpenGL ES2.0,几乎涵盖了所有的苹果和Android手机。Android上有个叫做GLSurfaceView的控件。就是Google已经封装好的一个渲染控件。它的底层API都是Google 封装好的native方法,也就是俗称的JNI方法。他需要实现一个Render接口。这个接口有三个回调方法。每一个GLSurfaceView都会有一个相对应的GL线程,专门用来绘制。每个GL线程都有相应的resume和pause方法。用来resume绘制和pause绘制。


2.GLSurfaceView


xml布局

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><android.support.constraint.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" tools:context=".MainActivity">
<android.opengl.GLSurfaceView android:id="@+id/gl_main_show" android:layout_width="0dp" android:layout_height="0dp" app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent" app:layout_constraintStart_toStartOf="parent" app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"/>
</android.support.constraint.ConstraintLayout>


初始化

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements GLSurfaceView.Renderer { //用来使Session能够根据手机横竖屏,输出相应分辨率的数据 private DisplayRotationHelper mDisplayRotationHelper; private GLSurfaceView mShowGLSurface;  //初始化相应数据 private void initData(){ mShowGLSurface=findViewById(R.id.gl_main_show); mDisplayRotationHelper=new DisplayRotationHelper(this);
// Set up renderer. mShowGLSurface.setPreserveEGLContextOnPause(true); mShowGLSurface.setEGLContextClientVersion(2);//OpenGL版本为2.0 mShowGLSurface.setEGLConfigChooser(8, 8, 8, 8, 16, 0); // Alpha used for plane blending. mShowGLSurface.setRenderer(this);//实现Render接口 mShowGLSurface.setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_CONTINUOUSLY);//RENDERMODE_CONTINUOUSLY渲染模式为实时渲染。 }}


实现 Render接口的三个回调方法

 /** * GLSurfaceView创建时被回调,可以做一些初始化操作 * @param gl * @param config */  @Override public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {        //设置每一帧清屏颜色 传入参数为RGBA GLES20.glClearColor(0.1f,0.1f,0.1f,1.0f); }
/** * GLSurfaceView 大小改变时调用 * @param gl * @param width GLSurfaceView宽 * @param height GLSurfaceView高 */ @Override public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) { //改变视口 方便 OpenGLES做 视口变换 GLES20.glViewport(0,0,width,height); }
/** * GLSurfaceView绘制每一帧调用,此处不在主线程中,而是在GL线程中。 * 部分跨线程数据,需要做线程同步。不能直接更新UI(不在主线程) * @param gl */ @Override public void onDrawFrame(GL10 gl) { //清空彩色缓冲和深度缓冲 清空后的颜色为GLES20.glClearColor()时设置的颜色 GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT|GLES20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT); }


GLSurfaceView的 resume和pause

@Override protected void onResume() { super.onResume(); //ARCore的相应初始化操作 ...  //GLSurfaceView onResume mShowGLSurface.onResume(); mDisplayRotationHelper.onResume(); }  @Override protected void onPause() { super.onPause(); if (mSession!=null){ //由于GLSurfaceView需要Session的数据。所以如果Session先pause会导致无法获取Session中的数据 mShowGLSurface.onPause();//GLSurfaceView onPause mDisplayRotationHelper.onPause(); mSession.pause(); } }


3. 渲染数据


这里引入了一个BackgroundRenderer。它才是抽离出来的真正的用来渲染的类。

 private BackgroundRenderer mBackgroundRenderer; /** * GLSurfaceView创建时被回调,可以做一些初始化操作 * @param gl * @param config */ @Override public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {        //设置每一帧清屏颜色 传入参数为RGBA GLES20.glClearColor(0.1f,0.1f,0.1f,1.0f);
mBackgroundRenderer=new BackgroundRenderer(); mBackgroundRenderer.createOnGlThread(this); }
/** * GLSurfaceView 大小改变时调用 * @param gl * @param width GLSurfaceView宽 * @param height GLSurfaceView高 */ @Override public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) { //方便 OpenGLES做 视口变换 GLES20.glViewport(0,0,width,height); mDisplayRotationHelper.onSurfaceChanged(width,height); }
/** * GLSurfaceView绘制每一帧调用,此处不在主线程中,而是在GL线程中。 * 部分跨线程数据,需要做线程同步。不能直接更新UI(不在主线程) * @param gl */ @Override public void onDrawFrame(GL10 gl) { //清空彩色缓冲和深度缓冲 清空后的颜色为GLES20.glClearColor()时设置的颜色 GLES20.glClear(GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT|GLES20.GL_DEPTH_BUFFER_BIT); if (mSession==null){ return; } //设置纹理ID mSession.setCameraTextureName(mBackgroundRenderer.getTextureId()); //根据设备渲染Rotation,width,height。session.setDisplayGeometry(displayRotation, viewportWidth, viewportHeight); mDisplayRotationHelper.updateSessionIfNeeded(mSession); try { Frame frame=mSession.update();//获取Frame数据 mBackgroundRenderer.draw(frame);//渲染frame数据 } catch (CameraNotAvailableException e) { e.printStackTrace(); } }


5.项目地址


(1)ArRuler

https://github.com/13046434521/ArRuler

(2)ARRulerDemo

https://github.com/13046434521/ARRulerDemo



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