本文將分享麻省理工學院的教程－使用Unity AR Foundation在增強現實中查看模型。

在本教程中，我們將介紹如何把3D模型導入Unity，并使用Android設備或iOS設備在AR中查看模型的步驟。

過去，我們往往使用Vuforia增強現實系統來實現此目的，但現在Android和iOS都默認支持圖像跟蹤功能，因此我們不再需要使用第三方工具包了。

Unity支持Android的ARCore和iOS的ARKit，但是還有一個更好的選擇：AR Foundation。

AR Foundation是一款跨平臺開發套件，支持Android和iOS的系統。AR Foundation可以幫助我們更輕松開發在不同設備上使用的應用。但在部署應用到iOS或Android設備之前，我們仍需要完成一些額外步驟。

通過學習本教程，我們將學習在增強現實中放置模型的兩種設置：圖像跟蹤和平面跟蹤。

圖像跟蹤允許我們指定放置模型的目標圖像。我們將打印出目標圖像，應用程序將查找和放置模型到該圖像上。

圖像跟蹤模式

平面跟蹤模式下，我們將模型放置到現實平面中。我們可以在該模式下縮放和旋轉模型。

平面跟蹤模式

學習準備

首先，我們必須安裝必要的軟件及工具。

1、請下載并安裝Unity Hub，此時會需要創建Unity用戶賬號。

2、啟動Unity Hub，依次點擊Install > Add，從列表選擇Unity 2019.1.7f1版本。請不要安裝結尾帶有“a”或“b”的預覽版本，因為我們無法確保它們的兼容性。

3、在安裝界面勾選Android Build Support或iOS Build Support。

對于Android系統，要點開Android Build Support旁邊的小箭頭，勾選Android SDK and NDK Tools選項，這樣可以跳過下一步。

4、Android系統的可選步驟：下載并安裝Android Studio。如有必要，我們會使用Android Studio下載最新版Android SDK。

我們建議使用Unity安裝Android SDK和NDK，過程將更簡單。安裝Android Studio可以在電腦上提供Android開發環境，方便實現高級用例。

下載Android Studio：

https://developer.android.com/studio

5、對于iOS系統，請訪問App?Store下載最新版XCode。

設置Unity項目

本教程將使用Unity AR Foundation示例項目中的兩個示例場景。使用模板可以簡化編輯操作，從而快速在場景放置和查看模型。

1、我們訪問GitHub下載模版文件，下載完成后進行解壓。

下載模版文件：

https://github.com/virtualxdesign/artemplate

2、啟動Unity Hub，點擊“Projects > ADD”選擇解壓的文件夾位置，將項目添加到Projects列表。在下拉菜單選擇Unity版本，然后雙擊打開項目。

請注意，建議電腦安裝的Unity版本和項目模版中使用版本一致，即Unity 2019.1.7f1。如果沒有Unity 2019.1.7f1的版本，我們將在項目下方看到橙色的感嘆號符號，只要使用的是更新的版本，所有功能都會正常工作。

為項目選擇正確的Unity版本，打開項目

3、現在項目窗口打開了，項目中的AR Foundation應該已經是啟用狀態，如果沒有啟用的話，我們可以手動啟用?。

請點擊“Window > Package Manager”，打開資源包管理器窗口。該窗口顯示Unity項目的所有可用擴展資源包。我們將看到AR Foundation、ARCore XR Plugin、ARKit Face Tracking和ARKit XR插件已經安裝。

這些資源包名稱旁邊可能會有一個向下的箭頭，表示有更新的版本可以使用，但請不要進行更新。如果已經有下面版本號的資源包，表示所有內容都已設置完成。

如果這些資源包沒有安裝好，請單擊選擇這些資源包，并從下拉列表選擇以下版本，然后單擊進行安裝。

• AR?Foundation -> preview.3 - 2.1.0

• ARCore XR Plugin -> preview.5 - 2.1.0

• ARKit XR Plugin -> preview.5 - 2.1.0

• ARKit Face Tracking -> preview.6 - 1.0.0

打開?Package Manager，確保已安裝需要的資源包

4、將構建目標切換為Android或iOS。選擇“File > Build Settings”，我們將為構建版本選擇正確的環境。

從左側列表中，選擇Android或iOS，此時可以在底部看到“Switch Platform”按鈕，單擊該按鈕。轉換項目到對應平臺需要一些時間，此時不要關閉該窗口。

單擊左下角的“Player Settings”，將打開帶有平臺專用設置的窗口。模板應該已經有正確的設置，但我們仍要改變項目的資源包名稱。

選擇目標平臺，然后單擊“Switch Platform”，最后單擊左下角的“Player Settings”

5、在Player Settings中，找到Identification部分。?我們可以修改資源包名稱，名稱的格式應該為“com.packagename.projectname”，

例如：模板設置的名稱為com.virtualxdesign.artemplate，將其修改為com.virtualxdesign.yourprojectname，這將讓應用擁有唯一的標識符。

修改資源包名稱為com.virtualxdesign.yourproject

現在查看Unity項目文件。在打開場景時，如下圖所示。

左側是層級窗口，我們將使用該窗口把模型放置到場景中。我們可以把對象放到其它對象之中，當對象中包含子對象時，對象名稱旁邊會出現一個小箭頭。

中間的視圖是3D場景視圖，我們可以在這個窗口中選擇、移動、旋轉和縮放對象。在圖像跟蹤示例中，我們不會使用該窗口。

右側是檢視窗口，我們可以在此查看和編輯游戲對象的細節。底部是項目窗口目錄，這里列出了所有項目文件，我們會把模型文件放置到此處。

6、打開圖像跟蹤示例。在項目窗口中，打開“Scenes/ImageTracking/ImageTracking.Unity”。我們可以在該場景放置模型到目標圖像上，例如：放到明信片或海報上。

我們使用默認設置在該場景測試了我們的設置內容。你不必修改任何內容，我們會構建應用，然后傳輸到設備，查看應用是否可以運行。此時，除了平臺專用部分，所有內容都應該準備就緒。

下面，我們將介紹在Android設備和iOS設備上運行的準備步驟，請根據自己的設備執行相應的步驟。

構建過程(iOS)

為iOS系統構建Unity項目會有一些略微復雜的步驟，請參考Unity官方教程《構建為在iOS設備上進行測試的Unity項目》學習在iOS中構建和測試你的應用。

閱讀Unity官方教程《構建為在iOS設備上進行測試的Unity項目》：

https://learn.unity.com/tutorial/building-for-mobile#

我們需要準備的內容：

• 安裝iOS 11或更高版本系統的iOS設備

• 最新版XCode

• Apple賬號

溫馨提示：由于本文教程使用了示例應用及模版，所以請忽略Unity官方教程中“Setting up the Simple Mobile Placeholder project”和“Preparing your Unity project for building to iOS”兩部分的內容。

按照官方教程完成設置后，應用將會成功安裝到設備上。啟動應用，將攝像頭對準“ImageTracking>Images”目錄下的圖像，我們將會看到，模板里的模型城堡出現在圖像上。

我們可以從“Scenes/PlaneTracking.Unity”中打開平面跟蹤示例項目，構建并運行該項目。當運行應用時，我們圍繞水平面移動攝像頭，此時將出現一個網格。?在網格上單擊，模型會出現在網格上。我們可以使用滑塊對模型進行移動，縮放和旋轉。

構建過程(Android)

面向Android系統構建項目時，我們需要的Android設備至少要安裝Android 7.0版本。

1、請在Android設備上啟用開發者模式。

在設備上打開“Settings> About Phone”(設置 > 關于手機)，找到“Build Number”(版本號)。點按7次版本號，將提示已經進入開發者模式，這樣我們可以在手機上啟用“Developer Options”(開發者選項)。

2、啟用開發人員模式后，我們轉到點擊“Settings > System > Advanced > Developer Options“(設置 > 系統 > 高級?> 開發者選項)，訪問“Developer Options”(開發者選項)。根據設備不同，開發者選項的位置可能有所區別。如果無法找到設備的開發者選項，請在網絡上搜索相關信息。

3、在開發者選項中，找到并啟用“USB Debugging”(USB調試)，這將允許我們從Unity把應用傳輸到Android設備。

4、我們將Android設備連接到電腦。我們的設備應該會提示“Trust this computer”(信任此電腦)，點擊“Always Trust”(總是信任)，然后確認。如果不選擇信任此電腦，電腦將無法把應用傳輸到手機上。

5、現在我們已經準備好構建應用。打開“Build Settings”構建設置，找到“Run Device”設置，單擊“Refresh”按鈕。在下拉列表中，找到并選中設備名稱，這將使設備成為構建目標。

6、單擊“Build and Run”(生成并運行)。Unity會請求在處理前把應用保存在電腦上。使用默認位置即可。命名應用的名稱，然后保存，就開始構建過程了。

7、現在應用應已加載到手機上并且自動啟動。我們把手機攝像頭對準“Scenes/ImageTracking/Images”文件夾下的一幅圖像，可以看到圖像上出現了城堡模型。

8、我們可以從“Scenes/PlaneTracking.Unity”中打開平面跟蹤示例場景。構建并運行應用。我們圍繞水平面移動攝像頭，此時將出現一個網格。?在網格上單擊，模型會出現在網格上。我們可以使用滑塊對模型進行移動，縮放和旋轉。

在啟動應用后，打開并設備對準目標圖像，此時城堡模型應該會出現在目標上

導入和準備3D模型

我們可以使用攝影制圖法獲得OBJ文件或FBX文件，在導出模型時，我們應該把軸心點設為(0,0,0)，把上方向設為Y軸。這樣在3D建模軟件中進行模型準備，比在之后導入Unity再進行設置要方便得多。如果模型的軸心點或朝向設置不正確，我們需要在Unity中進行調整。

3D攝影制圖法模型有逼真的紋理和自然的環境光照。因此，我們不要對它們應用額外的光照，而是使用Unlit材質。請按照下列步驟，導入和應用Unlit著色器。

1、我們將OBJ，MTL和JPG文件拖入Unity的項目窗口目錄中。我們可以在3DModels文件夾下創建新文件夾，把模型文件放到該文件夾中。

將文件拖放到Unity項目窗口

2、單擊OBJ文件，在檢視窗口中，單擊“Extract Materials”(提取材質)，使用已選中的文件夾，這樣可讓Unity在同一目錄下生成可以編輯的材質資源。

3.、單擊新建的材質資源。在檢視窗口中，單擊“Shader”下拉菜單，輸入“Unlit”，單擊選擇“Unlit (Mobile/Unlit) shader”。

4、現在，我們要將模型放入模板場景中。為了方便正確地放置和縮放模型，我們提供了模板預制件。

在項目窗口中，打開3DModels文件夾，里面一個名為TrackedModel.prefab預制件，雙擊打開該預制件。

5、TrackedModel預制件已經放入圖像跟蹤和平面跟蹤的示例場景中。在修改該預制件時，兩個示例場景都會進行更新。因此，我們只需要把模型放到該預制件中即可。

6、把模型拖到該預制件中，請把模型添加為TrackedModel預制件的子對象。

7、此時，我們在同一預制件中有城堡參考模型和自己的模型。我們需要確保自己的模型有正確的位置和朝向。在放置自己的模型時，請使用城堡模型作為參考。

8、我們將自己的模型放到Tracked Model預制件之下，我們可能會不小心把它錯放到Castle子對象下。

如果發生這種情況，模型可能會使用錯誤的縮放，位置和角度參數，從而完全離開屏幕外。我們可以使用檢視窗口和3D工具來找到模型，把它移動到原來的位置。

在編輯Transform組件時，請確保選中的是自己的模型，而不是TrackedModel預制件。如果移動或縮放TrackedModel預制件會破壞示例場景。在單擊TrackedModel即根對象時，我們會看到下圖上的參數。

9、移動，縮放和旋轉模型，使模型處在城堡模型中間。它們應該在底部對齊。最后刪除城堡模型，單擊返回箭頭返回主場景。

10、我們的模型已經準備好了。現在可以打開示例場景，單擊“Build and Run”來體驗自己的應用。

使用圖像跟蹤模板

我們提供了一組圖像目標的示例文件，你也可以創建和使用自己的圖像目標。

1、找到合適的目標圖像。通常我們應該使用帶有鮮明特征的復雜圖像，而帶有少量或重復特征的圖像并不適合使用。

2、在項目窗口中，打開“Scenes/ImageTraking/Images”文件夾，把格式為.jpg或.png的目標圖像文件拖到該目錄中。

3、單擊“ReferenceImagesLibrary.asset”，在檢視窗口中，我們會看到一組圖像添加到目標圖像列表。該列表中的所有圖像都可以在運行時捕捉到，在列表下單擊“Add Image”。

4、我們添加新的參考圖像，將自己的圖像拖到新的參考圖像上，它會把圖像添加到該列表中。

5、在“Specify Size”部分下，輸入目標圖像在現實世界中的大小，以米為單位。

給目標圖像列表添加新圖像

現在大功告成 ！構建Image Tracking示例場景時，我們將看到應用能夠識別目標圖像，并在圖像上方放置模型，我們也可以嘗試不同的圖像和大小。

使用平面檢測模板

我們也可以使用Plane Tracking平面跟蹤示例場景。平面跟蹤示例場景擁有UI，你可以將模型放置到任何水平面上，并且使用滑塊移動，縮放和旋轉模型。

在項目窗口中，打開Scenes文件夾。點擊Plane Tracking，所有內容應該都已經設置好了。根據Android設備或iOS設備特定步驟，構建并運行應用。

別忘了點按平面來放置模型。在手機識別到平面時，我們會看到平面上出現網格。我們可以把模型放到識別到的網格上。

小結

麻省理工學院的教程《使用Unity AR Foundation在增強現實中查看模型》為大家介紹到這里，對AR感興趣的開發者，趕緊按照教程中的內容，動手進行操作吧。

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總結

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