只要200行JavaScript代码就能把特斯拉汽车带到您身边

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Jerry 的前一篇文章 如何使用 JavaScript 开发 AR(增强现实)移动应用 (一) 介绍了用 React-Native + ViroReact 开发增强现实应用的一些预备知识。

本文咱们开始进入增强现实开发的编码部分。咱们还是用一个实际的例子来讲解:只需要 200 多行 JavaScript 代码,就能满足您把特斯拉汽车带到身边的愿望,虽然只是特斯拉汽车的模型。

下面这些视频是我的同事,SAP 成都研究院数字创新空间的开发人员 Wang Leo 做的一个小 demo:

https://v.qq.com/x/page/o3003…
https://v.qq.com/x/page/q3003…

这个增强现实应用支持实时地更换特斯拉车身的颜色,让您瞬间找到一丝拥有多辆特斯拉汽车的恍惚感。

梦醒了该搬砖了。


ViroReact 的官网有一个步骤非常详细的向导:
https://docs.viromedia.com/do…

一步步照着做,最后就能通过您的手机摄像头,在真实的场景里能看到一个硬编码的 Hello World 字符串和一些 3D 物体。

这个 Hello World 级别的源代码在 ViroReact 官网上能下载,所以本文还是重点介绍 Leo 做的 demo 的实现原理。

打开 Leo 的项目工程,找到 package.json,项目名称为 ViroSample, 里面声明了对 React-Native 和 React-viro 的依赖。

React-Native 加 ViroReact 这套组合的妙处在于“一次编写,到处运行”的跨平台特性。编写一次 JavaScript 代码,能在 iOS 和 Android 两套操作系统里以原生应用的方式运行。

以 Android 为例,执行命令行 react-native start 加上 react-native run-android 后,在 android 文件夹里能找到针对 Android 平台生成的原生应用部分源代码。最重要的两个应用引导文件,一个是 MainActivity.java, 通过回调函数的方式返回了 AR 应用的项目名称:

MainApplication.java 的 getJSMainModuleName 通过回调函数的方式指明了 JavaScript 入口模块的名称:

因为本文不是 React-Native 的讲解文章,所以不深入阐述 React-Native 应用在 Android 平台的启动原理,感兴趣的朋友可以自行搜索。React-Native 生态圈非常活跃,类似的原理分析文章数不胜数。

React-Native + ViroReact 开发的增强现实应用,其典型实现套路 Jerry 归纳起来就三步:Match – Replace – Augment

(1) Match – 匹配

由于增强现实应用都是将代码生成的虚拟物品叠加到现实场景中,因此应用开发人员需要帮助 ViroReact 找到现实场景中的一个依附平面,这样 ViroReact 可以把这个依附平面映射到手机的二维屏幕上,接下来 ViroReact 就能在二维屏幕上绘制虚拟物体了。

ViroReact 提供了一个标签 ViroARImageMarker, 顾名思义,该标签能够允许应用开发人员定义一个“Marker”(标识,标记)。

用编程术语来说,这个标签定义的就是一个 place holder,通过 target 属性,关联一个应用开发人员指定的图片。当用户使用增强现实应用通过摄像头在现实世界扫描到和 ViroARImageMarker 指定的图片相匹配的图形时,ViroReact 就会将 Marker 指定的图形替换成应用开发人员事先准备好的 3D 模型。这个匹配 – 替换过程是 ViroReact 自动完成的,应用开发人员只需要提供 Marker 指向的图片和待替换的 3D 模型即可。采用这种方式实现的 AR 应用也称为 Marker based AR 应用(当然还有不借助 Marker 实现的 AR 应用).

回到 Leo 的 demo,从上图能看出 target 指向的 Marker 内容为一个名为 logo 的对象,这个对象通过 API ViroARTrackingTargets.createTargets 创建,输入参数是该图片在 AR 项目里的相对路径:

该图片如下所示。这是为什么 Leo 在演示这个应用时,第一步总是先在电脑上打开这张图片,然后再用手机摄像头去扫描的原因。

(2) Replace – 替换

ViroReact 将现实世界的图形和 AR 应用的 Image Marker 匹配后,就会自动使用一个 3D 对象替换并渲染到 Marker 所在的位置上。

待替换的 3D 对象通过标签 Viro3DObject 定义,有三个重要的属性需要指定:

source 和 resources:3D 模型文件,一般通过专业的 3D 软件生成。Windows10 自带的 Paint 3D 软件可以打开.obj 结尾的模型文件:

您可以查看下面的视频来 360 度全方位观察 Leo 的 demo 中使用的特斯拉的 3D 模型:
https://v.qq.com/x/page/s3003…
我们很容易观察到,在 Paint 3D 里看到的这辆特斯拉汽车,表面毫无光泽,而 Leo 视频中的特斯拉,外表可以更换不同的颜色,这是通过给 3D 模型添加不同的 texture(纹理)来实现的。

我们通过 ViroMaterials.createMaterials,传入不同的 texture 参数,生成不同的 Material 对象,最后赋给上图 Viro3DObject 的 materials 属性,即完成了待替换 3D 对象的声明。

通过使用 React 编程动态修改 Viro3DObject materials 属性的值,我们就能实现动态修改摄像头里观察到的特斯拉车身的颜色。

当然这些不同的 texture 对应的图形文件也需要专业人员制作才行:

(3) Augment 增强

这一步是即使从未接触过 AR 应用开发的程序员也非常熟悉的:标签 Viro3DObject 支持各种事件响应函数,比如点击之后触发的 onClick 回调函数:

我们把自己实现的_toggleButtons 函数注册到 onClick 事件上,当特斯拉模型被点击之后,我们就可以弹出演示视频里的颜色选择菜单,允许用户指定新的车身颜色。

因为 Viro3DObject 的 materials 属性绑定的 React 模型字段为 this.state.texture, 因此用户选择了新的颜色后,调用 React 的 this.setState 方法将 texture 属性设置成选中的颜色,即可实现车身颜色的动态刷新。

讲了这么多,您不想自己动手试试?只需要 200 行 JavaScript 代码,特斯拉就带回家! 感谢阅读。

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正文完
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