增强现实开发者实战指南

本书是一本适合AR开发者的实战案头书，是可快速熟悉各平台AR 项目开发的实战教程，从中可以学习AR在市场营销、教育、工业培训和 游戏等领域的商业应用。
本书以逐步教学的方式详解如何使用Unity 3D、Vuforia、ARToolkit、 Microsoft 混合现实 HoloLens、Apple ARKit 和 Google ARCore 在移动智能设 备和可穿戴设备上构建激动人心的AR应用程序，让你快速掌握各种AR 开发关键技术与知识，助你开发出自己的实用AR项目。
本书适合想要在各平台上开发AR项目的开发人员、设计人员等从业 者，AR技术的研究者、相关专业师生，以及对AR技术感兴趣的人员 阅读。

I关于作者
Jonathan Linowes是沉浸式媒体独立工作室ParkerhUl现实实验室的负责人#他是名副其实 的3D图像爱好者、Unity开发者，成功的企业家与老师。他拥有雪城大学的艺术学位与麻省理工 学院媒体实验室的硕士学位。他参与创办了包括Autodesk公司在内的几家成功的公司，并担任 技术负责人的职务#同时他还是Pakt出版社出版的Uni# Virtual Reality Projects与Cardboard VR Projects for Android 的作者#
Kryshan Babilinski是一位经验非常丰富的联合开发人员，拥有大量丰富的3D设计知识#自 2015年以来，他一直从事开发专业的A#VR应用#他领导一个Unity开发团队Babilin Applica- tions公司，致力于开源代码的开发与从事Unity社区的工作#现在Krystian带领着Parkerhtl现实 实验室研发了一款名为Power Solitairy VR的多平台虚拟现实游戏#
I关于审校者
Micheai Lanham是一位拥有petroWEB认证的解决方案架构师，目前居住在加拿大阿尔伯塔 省的卡尔加里#在以往的职业生涯中，他开发了集成GIS应用程序，该应用具有高级机器学习与 空间搜索功能。他是一名专业的游戏开发爱好者，做桌面游戏与移动游戏已经超过15年了# 2007年Micheai接触到了 Unity 3D,从那时起，他便成了一名程序发烧友、顾问，以及多个Unity 游戏和图形项目的经理# Micheai 编写的 Augmented Reality Game Development 与 Game Audit Develoj- mens with Unit# 5. p也由P—kt出版社出版#

关于作者
关于审校者
原书前言
第1章增强你的世界
1.1 什么是AR
1.2AR 与 VR
1.3AR如何工作
1.3. 1基于手持移动设备的AR
1.3.2基于光学眼镜的AR

1.3.3基于标识(Target- based)的
AR
1.3.43D空间建图(映射)
1.3.5利用空间建图(映射)开发
AR
1.3.6可穿戴AR的输入
1.3.7其他AR显示技术
1.4AR标识类型
1.4.1 黑白标识(Marker)
1.4. 2 编码标识
1.4. 3 图像标识(Image Marker)
1.4. 4 多目标标识(Multi-Targets)
1.4.5文本识别
1.4.6简单形状标识
1.4.7物体识别
1.4.8空间地图
1.4.9基于地理位置追踪(GPS-Based

Tracking)
1.5关于AR的技术问题
1.5.1 视场角(Field of View)
1.5.2视觉感知18
1.5.3 焦点19
1.5.4分辨率与刷新率 19
1.5.5人体工程学 19
1.6 AR的应用20
1.6.1企业营销方向 20
1.6.2教育方向 20
1.6.3工业培训方向 20
1.6.4零售方向20
1.6.5游戏方向 21
1.6.6其他方向 21
1.7本书的重点21
1.8 本章小结23
第2章系统设置24
2. 1 安装 Unity 24
2.1.1安装要求25
2.1.2下载并安装25
2.2 Unity 介绍27
2.2. 1 Unity 编辑器28
2.2.2对象与层次 30
2.2.3场景编辑 30
2.2.4游戏开发 35
2.3 AR中摄像头的使用38
2.4 获取与使用Vuforie 40
2. 4. 1 安装 Vuforie 41
2.4.2VuforiaConfiguration 设置 43
2.4. 3 使用 Vuforia 创建 demo 45
2.5 获取与使用ARToolkit 51
2.5. 1 安装 ARToolkit 52
2.5.2导入 ARToolkit 资源包 53
2.5.3ARToolkit 场景设置 54
2.5. 4 快速构建 ARToolkit demo 58
2.6 本章小结61
第3章构建你的应用程序63
3.1识别开发平台与工具包63
3.2 Unity构建与运行64
3. 3 针对 Android 平台 68
3.3.1安装Java开发工具包(JDK)……69
3.3.2安装 Android SDK 71
3. 3. 3安装USB设备、调试与连接 ……73
3. 3. 4 配置Unity的外部工具 74
3.3. 5 配置Android的Unity环境与
播放器(Player) 75
3.3.6构建与运行77
3. 3. 7排除问题 78
3.3. 8 使用 Google ARCore for Unity 78
3.4针对iOS平台82
3. 4. 1获得 Apple ID 83
3.4.2安装 Xcode 83
3.4.3配置iOS的Unity播放器 83
3.4.4ARToolkit 播放器设置 86
3.4.5构建与运行 86
3.4.6排除问题 86
3. 4. 7使用 Apple ARKit for Unity 89
3.5针对微软 HoloLens 94
3. 5.1获得Microsoft开发人员账户95
3.5.2启用 Windows 10 Hyper-V 95
3. 5. 3安装 Visual Studio 96
3.5.4安装 HoloLens 模拟器 99
3. 5. 5 设置与配对HoloLens设备进行
开发99
3.5.6配置Unity的外部工具 101
3. 5. 7 配置 UWP holographic 的 Unity 平台
与播放器1。2
3.5. 8 HoloLens 的 Vuforia 设置104
3.5.9构建与运行106
3.5.10Unity中的全息模拟器 107
3.5.11MixedRealityToolkit for Unity 108
3.6本章小结108
第4章增强名片109
4.1规划你的AR开发109
4.1.1项目目标 110
4.1.2 AR 标识111
4.1.3图像资源 111
4.1.4目标设备与开发工具113
4.2创建工程（Vuforia） 114
4.3建立图像标识115
4.3.1在场景中添加图像标识预制体•,•115 4.3.2创建标识数据库 115
4.3.3将数据库导入Unity 117
4.3.4 激活与运行117
4.3.5是否启用扩展跟踪 118
4.4什么是最优的标识图像118
4.5添加对象120
4.6构建与运行122
4.7了解大小比例123
4.7.1现实生活中的大小比例 123
4.7.2虚拟大小比例与Unity 124
4.7.3标识比例与对象比例125
4. 8无人机动画126
4.8.1飞行叶片是如何旋转的127
4.8.2添加空闲动画128
4.8.3添加飞行动画 131
4. 8.4连接动画控制器中的片段 134
4.8.5播放、构建与运行 135
4.9 在iOS设备上构建135
4.9. 1创建工程 135
4. 9. 2添加图像标识135
4.9.3添加对象 136
4.9.4构建设置 136
4. 9.5构建与运行136
4.9.6使用Apple ARKit构建与运行…… 137
4. 10 在HoloLens设备上构建 138
4.10.1创建工程 138
4.10.2添加图像标识139
4.10.3添加对象139
4.10.4构建设置140
4.10.5构建与运行140
4.11 使用 ARToolkit 构建141
4.11.1创建工程 14
4.11.2准备图像标识141
4.11.3添加图像标识 143
4.11.4添加对象144
4.11.5构建与运行145
4.12 本章小结146
第5章AR太阳系147
5.1项目计划148
5.1.1用户体验 148
5.1.2AR 标识148
5.1.3图像资源 148
5.1.4目标设备与开发工具149
5.2创建工程150
5. 2.1创建初始工程150
5.2.2设置场景与目录文件夹 151
5.2.3使用标识目标151
5.2. 4创建一个太阳系(SolarSystem)
容器153
5.3创建地球154
5. 3.1创建地球模型155
5.3.2旋转地球 156
5.3.3添加音频 157
5.4场景光照158
5.4.1创建自然光 159
5.4.2 夜晚纹理 159
5.5创建地球■月球系统 160
5.5.1创建容器对象160
5.5.2创建月球模型 160
5.5.3定位月球 161
5.6Unity C#快速入门 163
5.7月球轨道动画164
5.7.1添加月球轨道164
5. 7. 2添加全球时间表 166
5.8绕太阳旋转168
5.8.1以太阳为中心，而不是地球 …… 168
5.8.2创建太阳 168
5.8.3地球围绕太阳168
5.8.4倾斜地球的轴线169
5.9添加其他行星171
5. 9.1使用纹理创造行星 172
5.9.2添加土星环 173
5.9.3切换视图 174
5.10 使用 VuMark 标识(Vuforia) …176
5.10.1关联标识与行星 177
5.11 创建主速率UI 179
5.11.1添加UI画布与按钮 179
5.11.2时间事件处理器181
5.11.3触发输入事件 181
5. 12构建与运行182
5. 12. 1 导出 SolarSystem 软件包 182
5. 12. 2 发布到 Android 设备-Vuforia …… 183
5. 12. 3 发布到 iOS 设备-Vuforia 183
5.12.4发布到 HoloLens 设备-Vuforia , , , 183
5.12.5构建与运行 ARToolkit 184
5. 13无标识构建与运行188
5.13.1 使用ARKit构建与运行iOS …… 188
5.13. 2 使用 MixedRealityToolkit 在 HoloLens
构建与运行192
5. 14 本章小结195
第6章更换漏气轮胎197
6.1项目计划197
6.1. 1 项目目标 198
6.1.2用户体验 199
6.1.3 AR 标识199
6.1.4图像资源与数据 200
6.2软件设计模式201
6.3 创建工程203
6.4创建UI （视图）204
6.4.1创建说明画布204
6.4.2创建导航面板205
6.4.3创建内容面板209
6.4.4 添加标题文本211
6.4.5添加正文文本211
6.5创建说明控制器211
6.5.1用UI连接控制器 213
6.6创建说明数据模型213
6.6.1 InstructionStep 类 213
6.6. 2 InstructionModel 类 215
6.6. 3将模型与控制器和U相连216
6. 7加载CSV文件数据 218
6.8抽象UI元素 219
6.8. 1 将 InstructionEvent 添加到
控制器219
6.8. 2 重构 InstructionsController 220
6. 8. 3 定义 InstructionElement 220
6.8.4在Unity中链接UI元素 222
6.9添加图片内容222
6. 9. 1将图片添加到说明Content
面板223
6. 9. 2 将图片数据添加到InstructionStep
模型223
6.9.3将图片文件导入项目 224
6.10添加视频内容225
6. 10. 1将视频添加到说明Content
面板225
6.10. 2添加视频播放器与渲染纹理•••••• 225 6. 10. 3 将视频数据添加到InstructionStep
模型226
6. 11添加滚动视图227
6. 12本章小结228
第7章AR使用说明书230

7.1 用 Vuforia 创建 AR 项目 231
7.2 在AR模式之间切换232
7.3使用用户定义标识234
7.3.1添加用户定义的标识构建器•••••• 234
7.3.2添加图像标识235
7.3.3添加捕捉按钮236
7.3.4将捕捉按钮连接UDT捕捉事件 …237
7.4向AR提示添加可视助手 239
7.4. 1添加光标 239
7.4.2添加注册标识240
7.4.3跟踪期间删除AR提示 240
7.4.4保证良好跟踪效果 243
7.5整合增强的内容245
7.5. 1阅读AR图像指示 245
7.5.2创建AR的UI元素246
7.5.3 显示增强图像247
7.6制作增强图像247
7.7在AR中包含说明面板252
7.8使用ARKit进行空间锚定253
7.8. 1 创建 ARKit 工程254
7.8.2 准备场景 255
7.8.3全息指导手册261
7.9 本章小结269
第8章基于AR的室内装饰271
8.1项目计划272
8. 1. 1 用户体验 272
8.1.2图像资源 272
8.1. 3用户界面元素273
8.1.4 图标按钮 273
8.2创建工程与场景274
8.2.1创建新的Unity项目 274
8.2. 2 开发 HoloLens 版本275
8.2.3创建默认图片275
8.3关于混合现实工具包输入
管理器277
8.3.1凝视管理器277
8.3.2输入管理器278
8.4创建工具栏框架279
8.4. 1 创建工具栏279
8.4. 2 PictureController 组件 279
8.4. 3 PictureAction 组件 280
8.4.4 设置动作 281
8.5 Move工具进行空间建图 282
8. 5.1 添加Move按钮与脚本 282
8.5.2使用空间建图进行定位 284
8.5.3理解表面平面286
8.6使用手势识别器缩放工具287
8. 6.1添加缩放按钮与脚本288
8.6.2缩放图片 290
8.7支持取消操作292
8.8抽象选择菜单UI 293
8.9添加相框菜单295
8. 9. 1在 PictureController 中的
SetFrame 296
8. 9. 2Frame Menu 对象与组件 297
8.9.3相框选项对象297
8.9.4激活相框菜单299
8. 9. 5支持在 PictureController 中取消 …299
8. 10添加图片菜单300
8. 10. 1 在 PictureController 中的
Setimage 300
8. 10. 2Image Menu 对象与组件301
8.10.3图像选项对象 303
8.10.4激活图片菜单304
8.10.5调整图像宽高比 305
8. 11添加与删除带相框的图片306
8. 11. 1 工具栏中的Add与Delete
按钮306
8. 11.2GameController 307
8. 11. 3 PictureController 中的 Add 与 Delete
命令308
8.11.4处理空场景309
8. 12 UI 反馈309
8. 12. 1单击音频反馈 309
8.12.2单击动画反馈310
8.13 使用 ARKit 构建 iOS 311
8. 13. 1使用ARKit创建工程与场景…… 312
8.13.2使用触摸事件代替手势313
8. 14 使用Vuforia构建移动AR 318
8.14.1使用Vuforia创建工程与场景 …318
8.14.2设置图像标识319
8. 14. 3 将 DefaultPicture 添加到场
景中319
8.14.4 GameController 320
8.14.5使用触摸事件代替手势320
8.15 本章小结322
第9章投球游戏324
9.1 游戏计划324
9.1.1用户体验 325
9.1.2游戏组件 325
9.2创建工程326
9.2.1创建初始工程326
9. 2. 2设置场景与文件夹 327
9.2.3导入 BallGameArt 软