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Android AR/VR

介绍​

增强现实（AR）和虚拟现实（VR）是近年来快速发展的技术，它们为用户提供了沉浸式的体验。AR 通过在现实世界中叠加虚拟元素来增强用户的感知，而 VR 则通过完全虚拟的环境来取代现实世界。Android 平台为开发者提供了强大的工具和框架，使得开发 AR/VR 应用变得更加容易。

在本教程中，我们将探讨 Android 平台上的 AR/VR 技术，包括其核心概念、开发工具以及如何在实际项目中应用这些技术。

AR/VR 的核心概念​

增强现实（AR）​

增强现实（AR）是一种将虚拟对象叠加到现实世界中的技术。用户可以通过设备的摄像头看到现实世界，并在其上叠加虚拟元素。AR 的应用场景非常广泛，包括游戏、教育、导航和购物等。

虚拟现实（VR）​

虚拟现实（VR）是一种完全沉浸式的体验，用户通过佩戴 VR 头戴设备进入一个完全虚拟的环境。VR 通常用于游戏、模拟训练和虚拟旅游等领域。

Android 平台上的 AR/VR 开发工具​

ARCore​

ARCore 是 Google 提供的 AR 开发平台，它允许开发者在 Android 设备上构建 AR 应用。ARCore 提供了运动跟踪、环境理解和光线估计等功能，使得开发者可以轻松地将虚拟对象叠加到现实世界中。

VR SDK​

对于 VR 开发，Android 提供了 VR SDK，支持 Google Cardboard 和 Daydream 等 VR 平台。这些 SDK 提供了头部追踪、控制器输入和渲染优化等功能，帮助开发者构建高质量的 VR 体验。

实际案例：构建一个简单的 AR 应用​

让我们通过一个简单的例子来了解如何使用 ARCore 构建一个 AR 应用。我们将创建一个应用，当用户点击屏幕时，在现实世界中放置一个虚拟对象。

步骤 1：设置项目​

首先，确保你的项目已经添加了 ARCore 的依赖项。在 build.gradle 文件中添加以下依赖：

dependencies {
    implementation 'com.google.ar:core:1.30.0'
    implementation 'com.google.ar.sceneform.ux:sceneform-ux:1.17.1'
}

步骤 2：配置 AR 场景​

接下来，我们需要配置 AR 场景。在 MainActivity.java 中，初始化 ARCore 并设置 AR 场景：

import com.google.ar.core.Anchor;
import com.google.ar.core.HitResult;
import com.google.ar.core.Plane;
import com.google.ar.sceneform.AnchorNode;
import com.google.ar.sceneform.rendering.ModelRenderable;
import com.google.ar.sceneform.ux.ArFragment;
import com.google.ar.sceneform.ux.TransformableNode;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private ArFragment arFragment;
    private ModelRenderable modelRenderable;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        arFragment = (ArFragment) getSupportFragmentManager().findFragmentById(R.id.arFragment);

        ModelRenderable.builder()
            .setSource(this, R.raw.model)
            .build()
            .thenAccept(renderable -> modelRenderable = renderable)
            .exceptionally(throwable -> {
                Log.e("MainActivity", "Unable to load model", throwable);
                return null;
            });

        arFragment.setOnTapArPlaneListener(
            (HitResult hitResult, Plane plane, MotionEvent motionEvent) -> {
                if (modelRenderable == null) {
                    return;
                }

                Anchor anchor = hitResult.createAnchor();
                AnchorNode anchorNode = new AnchorNode(anchor);
                anchorNode.setParent(arFragment.getArSceneView().getScene());

                TransformableNode transformableNode = new TransformableNode(arFragment.getTransformationSystem());
                transformableNode.setParent(anchorNode);
                transformableNode.setRenderable(modelRenderable);
                transformableNode.select();
            });
    }
}

步骤 3：运行应用​

运行应用后，当你点击屏幕时，ARCore 会在现实世界中放置一个虚拟对象。你可以通过移动设备来查看这个虚拟对象，并与之交互。

实际应用场景​

游戏​

AR/VR 技术在游戏领域有着广泛的应用。例如，AR 游戏《Pokémon GO》通过在现实世界中叠加虚拟的宝可梦，让玩家在现实世界中捕捉它们。而 VR 游戏则提供了完全沉浸式的体验，让玩家仿佛置身于游戏世界中。

教育​

AR/VR 技术在教育领域也有着巨大的潜力。例如，AR 应用可以让学生在现实世界中看到虚拟的解剖模型，帮助他们更好地理解人体结构。而 VR 应用则可以让学生进入虚拟的历史场景，亲身体验历史事件。

导航​

AR 技术可以用于导航应用，通过在现实世界中叠加虚拟的导航箭头，帮助用户更直观地找到目的地。

总结​

Android 平台为开发者提供了强大的工具和框架，使得开发 AR/VR 应用变得更加容易。通过 ARCore 和 VR SDK，开发者可以构建出高质量的 AR/VR 应用，为用户提供沉浸式的体验。

附加资源​

练习​

  1. 尝试修改上面的 AR 应用，使其在用户点击屏幕时放置不同的虚拟对象。
  2. 探索 ARCore 的其他功能，如光线估计和环境理解，并在你的应用中实现这些功能。
  3. 尝试使用 VR SDK 构建一个简单的 VR 应用，体验完全沉浸式的虚拟环境。