150行JavaScript程式碼實現擴增實境

i042416發表於2019-01-13
JavaScript

擴增實境技術（Augmented Reality，簡稱 AR），是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度並加上相應影像、視訊、 3D 模型的技術，這種技術的目標是在螢幕上把 虛擬 世界套在現實世界並進行互動。這種技術1990年提出。隨著隨身電子產品 CPU 運算能力的提升，預期擴增實境的用途將會越來越廣。

本文介紹使用JavaScript開源框架AR.js實現的擴增實境的Hello World例子。

先看效果：

首先在手機瀏覽器裡開啟我部署在github page上的這個demo應用：

https://i042416.github.io/FioriODataTestTool2014/WebContent/098_ar.html

我用的是Android手機安裝的Chrome瀏覽器。

150行JavaScript程式碼實現擴增實境

開啟網頁，會提示你是否允許這個網頁應用訪問您的手機攝像頭。點選允許：

150行JavaScript程式碼實現擴增實境

用手機上的攝像頭掃描這張圖片：

150行JavaScript程式碼實現擴增實境

神奇的事情就發生了。您會看到，通過手機攝像頭望過去，手機螢幕裡會出現一個新的不斷滾動的3D物體，如下圖所示。

150行JavaScript程式碼實現擴增實境

下面具體介紹這個最簡單的例子是怎麼開發出來的。

所有的原始碼在我的github上：

https://github.com/i042416/FioriODataTestTool2014/tree/master/WebContent/ar

新建一個html檔案，把下列150行程式碼貼上進去，然後在伺服器上執行，使用之前描述的步驟即可進行AR測試： 

<!DOCTYPE html><meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no, minimum-scale=1.0, maximum-scale=1.0"><script src='ar/lib/three.min.js'></script><script src="ar/lib/stats.min.js"></script><script src="ar/lib/ar.js"></script><script>debugger;
 THREEx.ArToolkitContext.baseURL = '';</script><body style='margin : 0px; overflow: hidden; font-family: Monospace;'><div style='position: absolute; top: 10px; width:100%; text-align: center; z-index: 1;'><script>
    var renderer    = new THREE.WebGLRenderer({        // antialias    : true,
        alpha: true
    });
    renderer.setClearColor(new THREE.Color('lightgrey'), 0)    // renderer.setPixelRatio( 1/2 );
    renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );
    renderer.domElement.style.position = 'absolute'
    renderer.domElement.style.top = '0px'
    renderer.domElement.style.left = '0px'
    document.body.appendChild( renderer.domElement );    // array of functions for the rendering loop
    var onRenderFcts= [];    // init scene and camera
    var scene   = new THREE.Scene();    
    var camera = new THREE.Camera();
    scene.add(camera);    
    var arToolkitSource = new THREEx.ArToolkitSource({        // to read from the webcam 
        sourceType : 'webcam',        // to read from an image
        // sourceType : 'image',
        // sourceUrl : THREEx.ArToolkitContext.baseURL + '../data/images/img.jpg',      
        // to read from a video
        // sourceType : 'video',
        // sourceUrl : THREEx.ArToolkitContext.baseURL + '../data/videos/headtracking.mp4',     
    })
    arToolkitSource.init(function onReady(){
        onResize()
    })    
    window.addEventListener('resize', function(){
        onResize()
    })    function onResize(){
        arToolkitSource.onResize()  
        arToolkitSource.copySizeTo(renderer.domElement) 
        if( arToolkitContext.arController !== null ){
            arToolkitSource.copySizeTo(arToolkitContext.arController.canvas)    
        }   
    }    var arToolkitContext = new THREEx.ArToolkitContext({        // cameraParametersUrl: THREEx.ArToolkitContext.baseURL + '../data/data/camera_para.dat',
        cameraParametersUrl: 'ar/data/data/camera_para.dat',        detectionMode: 'mono',        maxDetectionRate: 30,        canvasWidth: 80*3,        canvasHeight: 60*3,
    })
    arToolkitContext.init(function onCompleted(){
        camera.projectionMatrix.copy( arToolkitContext.getProjectionMatrix() );
    })
    onRenderFcts.push(function(){        if( arToolkitSource.ready === false )   
            return;
        arToolkitContext.update( arToolkitSource.domElement )
    })    
    var markerRoot = new THREE.Group
    scene.add(markerRoot)    var artoolkitMarker = new THREEx.ArMarkerControls(arToolkitContext, markerRoot, {        type : 'pattern',        patternUrl : THREEx.ArToolkitContext.baseURL + 'ar/data/data/patt.hiro'
    })    // build a smoothedControls
    var smoothedRoot = new THREE.Group()
    scene.add(smoothedRoot)    var smoothedControls = new THREEx.ArSmoothedControls(smoothedRoot, {        lerpPosition: 0.4,        lerpQuaternion: 0.3,        lerpScale: 1,
    })
    onRenderFcts.push(function(delta){
        smoothedControls.update(markerRoot)
    })    var arWorldRoot = smoothedRoot    // add a torus knot 
    var geometry    = new THREE.CubeGeometry(1,1,1);    var material    = new THREE.MeshNormalMaterial({        transparent : true,        opacity: 0.5,        side: THREE.DoubleSide
    }); 
    var mesh    = new THREE.Mesh( geometry, material );
    mesh.position.y = geometry.parameters.height/2
    arWorldRoot.add( mesh );    
    var geometry    = new THREE.TorusKnotGeometry(0.3,0.1,64,16);    var material    = new THREE.MeshNormalMaterial(); 
    var mesh    = new THREE.Mesh( geometry, material );
    mesh.position.y = 0.5
    arWorldRoot.add( mesh );
    
    onRenderFcts.push(function(){
        mesh.rotation.x += 0.1
    })    var stats = new Stats();    document.body.appendChild( stats.dom );    // render the scene
    onRenderFcts.push(function(){
        renderer.render( scene, camera );
        stats.update();
    })    // run the rendering loop
    var lastTimeMsec= null
    requestAnimationFrame(function animate(nowMsec){        // keep looping
        requestAnimationFrame( animate );        // measure time
        lastTimeMsec    = lastTimeMsec || nowMsec-1000/60
        var deltaMsec   = Math.min(200, nowMsec - lastTimeMsec)
        lastTimeMsec    = nowMsec        // call each update function
        onRenderFcts.forEach(function(onRenderFct){
            onRenderFct(deltaMsec/1000, nowMsec/1000)
        })
    })</script></body>
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當然，這個效果來自大神jeromeetienne開源的AR.js:

https://github.com/jeromeetienne/AR.js/

當然大神自己也很謙虛地提到，他這個開源的擴增實境框架也是建立在巨人的肩膀上開發的：比如其中3D效果的繪製，使用到了另一個開源框架three.js:

150行JavaScript程式碼實現擴增實境

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