150行JavaScript代码实现增强现实

增强现实技术（Augmented Reality，简称 AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术1990年提出。随着随身电子产品CPU运算能力的提升，预期增强现实的用途将会越来越广。

本文介绍使用JavaScript开源框架AR.js实现的增强现实的Hello World例子。

先看效果：

首先在手机浏览器里打开我部署在github page上的这个demo应用：

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

我用的是Android手机安装的Chrome浏览器。

打开网页，会提示你是否允许这个网页应用访问您的手机摄像头。点击允许：

用手机上的摄像头扫描这张图片：

神奇的事情就发生了。您会看到，通过手机摄像头望过去，手机屏幕里会出现一个新的不断滚动的3D物体，如下图所示。

下面具体介绍这个最简单的例子是怎么开发出来的。

所有的源代码在我的github上：

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

新建一个html文件，把下列150行代码粘贴进去，然后在服务器上运行，使用之前描述的步骤即可进行AR测试：

<!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>

当然，这个效果来自大神jeromeetienne开源的AR.js:

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

当然大神自己也很谦虚地提到，他这个开源的增强现实框架也是建立在巨人的肩膀上开发的：比如其中3D效果的绘制，使用到了另一个开源框架three.js:

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巴特西

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