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产品特色

编辑推荐

适读人群 ：ios开发者，AR开发者

★AR是颠覆传统的交互革命，而ARKit能让数亿iOS设备瞬间“变身”AR设备，学会ARKit将让你抓住AR红利。

★ARKit简单、易学，效果超赞。本书能让你快速了解AR的各项知识，从零开始全面掌握ARKit，快速开始动手制作自己的AR应用。

内容简介

本书主要介绍ARKit的原生API，分别从世界跟踪、场景理解、几何渲染、人脸跟踪4个方面详细叙述ARKit的功能，以及在Unity中接入ARKit的方法。并且在开始部分添加了使用ARKit所必需的一些基础知识，为了减少接受难度，本书只会叙述用到的知识点。本书的最后一部分介绍了EasyAR和Vuforia这两款AR SDK的功能和使用方法。

本书适合对ARKit感兴趣的iOS开发者，以及其他想要了解ARKit原生API的读者阅读。

作者简介

员凯，iOS开发工程师，拥有多年iOS开发经验，经过PMP项目管理认证，专注于AR开发方面的研究，曾就职于“世界500强企业”中国电信和知名互联网金融公司，分别担任项目经理、iOS团队leader。

内页插图

目录

第一部分 基础知识

第1章 绘制图形/2

1.1 代码编写/2

1.2 CPU与GPU交互/4

1.3 状态准备/5

1.4 坐标转换/5

1.5 像素计算/6

1.6 硬件显示/6

第2章 图形学基础/8

2.1 笛卡儿坐标系/8

2.2 坐标空间/11

2.3 坐标系转换/12

2.4 硬件设备/13

第3章 数学基础/16

3.1 向量/16

3.2 矩阵/20

3.2.1 矩阵的定义/20

3.2.2 基本运算/21

3.2.3 运算律/24

3.2.4 矩阵的类型/27

第4章 增强现实基础/31

4.1 概念/31

4.2 结构组成/33

4.2.1 系统结构/33

4.2.2 关键要点/33

4.2.3 SLAM/34

4.3 发展历史/36

4.4 发展现状/39

4.4.1 AR硬件/39

4.4.2 AR软件/42

第二部分 ARKit内容

第5章 ARKit简介/47

5.1 ARKit概述/47

5.2 ARKit结构/49

5.3 ARKit使用/50

第6章 第一个AR应用/52

6.1 SceneKit/52

6.2 SpriteKit/56

6.3 Metal/60

第7章 世界跟踪/65

7.1 跟踪概述/65

7.2 模块结构/66

7.3 运行跟踪/67

7.4 ARConfiguration类/69

7.4.1 两者区别/71

7.4.2 使用示例/73

7.4.3 属性说明/74

7.5 ARSession类/75

7.5.1 持有的硬件/75

7.5.2 持有的数据/77

7.5.3 具备的能力/79

7.5.4 生命周期/80

7.5.5 处理输出/82

7.5.6 跟踪状态/84

7.5.7 中断和出错/86

7.6 ARFrame类/88

7.6.1 包含的内容/89

7.6.2 获取方式/90

7.6.3 属性和方法说明/91

7.7 ARAnchor类/93

7.8 ARCamera类/93

7.9 实例演示/98

7.9.1 新建项目/98

7.9.2 开始编码/99

7.9.3 运行效果/105

7.9.4 出错原因/106

第8章 场景理解/108

8.1 平面检测/108

8.2 ARPointCloud类/109

8.3 ARPlaneAnchor类/110

8.4 hit-test/111

8.4.1 概述/111

8.4.2 功能使用/114

8.4.3 ARHitTestResult类/114

8.5 ARLightEstimate类/116

8.6 实例/116

8.6.1 实例一/117

8.6.2 实例二/125

第9章 几何渲染/130

9.1 SceneKit/130

9.1.1 SceneKit概述/130

9.1.2 ARSCNView/133

9.1.3 ARSCNViewDelegate/135

9.2 SpriteKit 136

9.2.1 SpriteKit概述/136

9.2.2 ARSKView/137

9.2.3 ARSKViewDelegate/138

9.3 实例/139

9.3.1 实例一/139

9.3.2 实例二/150

第10章 人脸跟踪/155

10.1 概述/155

10.2 模块使用/156

10.3 各类说明/160

第11章 游戏/165

11.1 数字排列/165

11.1.1 新建项目/166

11.1.2 添加视图/166

11.1.3 添加数字/168

11.1.4 点击数字/169

11.1.5 调用加载/171

11.1.6 状态处理/172

11.1.7 运行效果/174

11.2 元素操作/175

11.2.1 新建项目/175

11.2.2 添加视图/175

11.2.3 添加手势/177

11.2.4 调用加载/182

11.2.5 添加平面/183

11.2.6 运行效果/185

11.3 捕捉萌宠/187

11.3.1 新建项目/187

11.3.2 添加元素/187

11.3.3 添加音效/191

11.3.4 添加模型/191

11.3.5 碰撞逻辑/194

11.3.6 粒子效果/195

11.3.7 调用加载/195

11.3.8 提示信息/196

11.3.9 运行效果/198

第三部分 ARKit在Unity中的应用

第12章 Unity环境/203

12.1 准备环境/203

12.2 环境说明/204

12.3 Hello Unity/207

第13章 使用ARKit/209

13.1 接入插件/209

13.2 远程调试/210

13.3 结构说明/214

13.4 使用操作/215

第14章 实例演示/218

14.1 管理跟踪/218

14.2 小游戏/223

第四部分 其他SDK的使用

第15章 EasyAR SDK/230

15.1 开发环境准备/230

15.2 EasyAR Basic功能/232

15.2.1 图片检测/232

15.2.2 播放视频/240

15.2.3 跟踪多个目标/245

15.2.4 二维码检测/248

15.2.5 云识别/252

15.3 EasyAR Pro功能/257

15.3.1 识别3D物体/258

15.3.2 录屏/263

15.3.3 SLAM /267

第16章 Vuforia SDK/272

16.1 开发环境准备/272

16.2 Image Targets/276

16.3 Cylinder Targets/278

16.4 Multi Targets/280

16.5 User Defined Targets/281

16.6 Cloud Recognition/282

16.7 Virtual Buttons/283

16.8 Text Recognition/284

16.9 VuMark /285

16.10 Object Recognition/285

前言/序言

1966年，计算机图形学之父伊凡·苏泽兰开始研制一套叫作“达摩克利斯之剑”（The Sword of Damocles）的系统。自此，第一个VR设备系统诞生。

1990年，波音公司的研究者Thomas Caudell首次提出了AR一词。

2017年，苹果公司在2017 WWDC开发者大会上发布了自家首个AR SDK——ARKit。随后，Google也发布了一款AR SDK——ARCore。

感谢这些让世界变得更美好的人。

本书包含什么内容

现在市面上讲述与AR相关的开发基本以Unity、Unreal Engine调用第三方SDK为主，对于移动端原生开发的介绍极为罕见，如Apple的ARKit，几乎没有一本书籍来详细讲述它的相关知识。网上关于ARKit的介绍大部分以教程为主，并没有详细讲述它的内容及ARKit背后所包含的知识，这就导致大部分开发者看的时候觉得很新奇，使用的时候却很困惑，总有一知半解的感觉。而本书详细讲述了ARKit各方面的内容，并且增加了使用ARKit所必需的一些基础知识，有利于读者理解ARKit的内容。

本书分四大部分进行介绍。

第一部分：基础知识，包括图形学、数学、增强现实三个方面的内容，但只会讲述用到的内容，所以阅读起来会轻松一些。

第二部分：ARKit内容，分别从世界跟踪、场景理解、几何渲染、人脸跟踪4个方面来叙述，最后给出了应用实例。

第三部分：ARKit在Unity中的应用，讲述了在Unity中如何接入并使用ARKit的各项功能。

第四部分：其他SDK的使用，介绍了EasyAR和Vuforia两个AR SDK具有的功能及使用方法。

本书为谁而写

书中涵盖了ARKit几乎所有的内容，但在叙述时并没有引入太多的专业术语，而是以通俗易懂的语言讲解，因而显得不那么“严谨”。在叙述API时，使用了Objective-C语言来编写代码，而没有使用Swift语言，以便尽可能照顾到大部分开发者。所以，对于iOS开发者而言，本书具有很大的参考价值。当然，对于其他想学习AR开发或者想了解ARKit原生API的开发者来说，本书也值得阅读。

和其他书有所不同的是，在阅读本书时，书中包含的四大部分都可以独立阅读，不分先后顺序，但是在阅读某一部分内容时，建议按照既有的顺序进行阅读，因为每一部分内容都是以循序渐进的形式来叙述的。

支持

在编写本书之前，作者对AR也是零基础，但出于对AR有着很大的兴趣，就开始一步步学习，本书的内容才得以慢慢形成。在这其中，虽然花费了大量的时间来参考相关的书籍和资料，但受限于自身水平和时间因素，错误在所难免。读者在阅读过程中发现有任何错误信息，可以发至作者个人网站（http://www.nethanhan.com）。我们将竭力解决所有提出的问题，并向您表达谢意。

当然，作者也会持续修改书中可能出现的错误信息，并在个人网站中登出。书中包含的所有源码及例子都会放置在作者的GitHub（https://github.com/hanhan）上，如有需要，可以随时下载。如果在阅读过程中有任何问题，则可以通过作者的个人邮箱（nethanhan@163.com）取得联系。

致谢

本书附带的实例中的所有图片资源均来自赵静，她是一位优秀的UI设计师，同时也是我最好的朋友，在此向她致以最诚挚的谢意！也要感谢我身边的小伙伴，正是有了他们的陪伴，才有了本书的持续输出。还要感谢电子工业出版社的田志远编辑，感谢他在本书编写过程中不断给予我支持和鼓励，而且还提出了很多建议。

当然，最重要的是，感谢那些为AR/VR行业做出巨大贡献的人，正是他们的不断努力，才使这个世界变得更加美好。

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