基于ARKit的“掌上银河”

王紫涵 付峥

【摘要】本项目采用swift语言，利用iOS的ARKit框架，以Xcode等为开发工具，设计出一款App，通过三维建模定义虚拟景象在现实世界的成像信息，辅以场景解说等真实还原天体系统全貌图，通过对ARKit框架添加内容增加球形模型，加上图片渲染形成“掌上银河”，点击AR生成的虚拟图像后会进行场景解读，提升用户体验。全程除移动手机设备无额外硬件负担，仅对模型进行更迭即可，易于维护和扩展内容。

【关键词】掌上银河 ARKitswift

一、引言

增强现实技术（Augmented Reality，以下简称AR）是指通过手机，平板等多媒体设备辅以三维建模、实时视频显示以及传感器的融合，达到真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”融合的技术。未来AR将在很大程度上改变人类生活，是科技发展的必然趋势。人们对现实与虚拟的融合的探索充满着热情，同时，也渴望探索神秘的宇宙。因此，我们通过三维建模定义虚拟景象在现实世界的成像信息，辅以实时视频，场景解说等真实还原天体系统全貌图。以AR这门新兴技术融合神秘的宇宙学，不但形象立体地展现了太阳系，也满足了人们对宇宙的好奇。

二、实现原理

先捕捉现实世界，获取摄像机拍摄的一帧一帧的图像序列，将获取的图像序列进行处理，输出包含有现实世界场景的所有信息。接着进行世界追踪，ARKit 使用视觉惯性测距技术，对摄像头采集到的图像序列进行计算机视觉分析，并且与设备的运动传感器信息相结合。ARKit 会识别出每一帧图像中的特征点，并且根据特征点在连续的图像帧之间的位置变化，然后与运动传感器提供的信息进行比较，最终得到高精度的设备位置和偏转信息，检测出现实世界的水平面，当摄像机不断移动时，检测到的平面也会不断的变化。……