ARCore如何好過ARKit？

《p》本文原文作者為Matt Miesnieks，目前擔任6D.ai的CEO，Super Ventures合伙人， AR領域資深投資人。由亮風臺（hiscene）編譯。 《br》 在ARCore發(fā)布前不久，Matt Miesnieks曾發(fā)表過一篇ARKit、Vuforia、Tango和HoloLens的比較分析，并得出ARKit是更好的選擇這一結論。然而，8月29日，Google發(fā)布了ARCore，正面對抗ARKit，對此，他作了進一步分析，下面就讓我們看看，這件AR行業(yè)的大事，對于開發(fā)者和消費者來說，意味著什么呢？《/p》《p》ARCore只是輕量級的Tango么？ 《br》 一位開發(fā)者戲稱：“我覺得ARCore SDK，就像是他們隨便地把Tango SDK改了個名字，注釋掉深度相機那塊代碼，改了一種編譯標志?！睉摬恢惯@些，但也不會太多，比如支持ARCore的新的Web瀏覽器對開發(fā)者來說很友好，但它們屬于相互獨立的核心SDK。《/p》《p》大概很多人都想知道為什么12個月之前，一切都已準備好的時候，Google沒有發(fā)布Tango VIO（無需深度相機），但現在才發(fā)布出來。 《br》 不論如何，這是一個好消息，意味著ARCore是非常成熟的，而且經過了充分的軟件測試（盡管蘋果有Metaio和Flyby的收購基礎，但ARCore還是比ARKit至少多兩年的實踐測試）；另外，谷歌已經為Tango安排好了全面的功能藍圖，其中有不少無需依賴3D深度相機的功能，都在ARCore中找到了它們的位置。 《br》 如果在普通的智能手機上添加深度相機，你就等同于擁有了Tango手機?，F在谷歌有一個更簡單的路徑，可以通過OEM旗艦機，推廣SDK，ARCore就會隨著手機而被推廣開來?！?p》《p》關于標定 《br》 這就是有趣之所在了……Matt Miesnieks我之前有說過蘋果ARKit能夠如此穩(wěn)定的三種標定方法： 《br》 相機的光學幾何校正（簡單） 《br》 相機的光度標定（難） 《br》 IMU誤差消除（非常難） 《br》 另外，傳感器的時鐘同步是更重要的?！?p》《p》標定不是非黑即白的問題，需要統(tǒng)計、并做更多的迭代以減少誤差，才能讓用例更加穩(wěn)定。系統(tǒng)標定得越好，位置估計誤差就會越不容易出現。 《br》 正如蘋果的ARKit，谷歌也做了以下幾件事： 《br》 首先，谷歌對所支持的設備選擇十分謹慎。起初，只有Samsung S8和Pixel。谷歌工程師已經在這些平臺進行過傳感器標定的優(yōu)化，以適配于DayDream的Inside-Out追蹤（從三自由度向六自由度）。不久前，谷歌工程師在韓國對Samsung傳感器進行標定和調諧，希望下一代手機可以支持Daydream。所以我們才有了標定好且符合時鐘同步的相機與IMU的兩款設備?！?p》《p》Google在今年早些時候的Google IO大會上宣布inside-out 6自由度跟蹤支持Day 《br》 今年，Google為融合Tango和Daydream SDK做了大量工作，據說11月份這項工作就會結束，所以8月底，很多底層工作應該會完成，意味著Tango/ARCore VIO系統(tǒng)可以利用Daydream傳感器融合的工作成果。 《br》 最后，標定的真正好處可以從系統(tǒng)表現看出來。ARKit和ARCore在用戶發(fā)現誤差之前，都可以追蹤得非常好。在AR應用中，目前還是以內容直觀可見的形式為主，不像室內導航那樣，存在長時間長距離的端對端測試。所以，從AR應用角度來看，標定帶來的差異幾乎是無法被檢測的。但是開發(fā)者們正在擴大SDK應用的界限，谷歌預計會在工廠中做更緊密的標定，并上市一批新一代的設備?！?p》《p》Vibrator被用于在工廠中標定加速度計，AR軟件堆棧更無須擔心過多誤差的問題了 《br》 最大的IMU OEM曾提到，為了節(jié)省成本，他們的智能機IMU在工廠中只是在單一溫度下進行標定。這意味著IMU硬件在某一指定的溫度下，誤差被調節(jié)到最低。但當手機發(fā)熱的時候，IMU就不會那樣準確。雖然這是十分普遍的現象，但是對于VIO來說，一旦設備發(fā)熱，標定結果不可信，算法結果會產生漂移。當然，OEM也可以在客戶要求下，在多種溫度下標定傳感器。 《br》 這一點，谷歌比不上蘋果。雖然這只是一個很小的誤差，但是意味著谷歌ARCore VIO代碼會隨著設備不同而發(fā)生變化。蘋果的軟硬件垂直集成幫助它更快地應對這類挑戰(zhàn)，而Android需要對整個生態(tài)系統(tǒng)進行過濾。 《br》 光照 《br》 ARCore和ARKit提供了場景中的光照實時估計，所以開發(fā)者們可以迅速調整模擬光照，以便適應真實世界。 《br》 ARKit和ARCore可以對場景光進行簡單的估計，不管是真實世界環(huán)境光還是尖銳的聚光燈。ARKit為開發(fā)者提供了強度和色溫選項，而ARCore提供了單像素強度值（Android Studio API）或shader（Unity API）。這兩種方法在早期Demo中有相似的結果，而Google的Demo看起來更好一些，可能是因為開發(fā)者們對Tango用得更熟。 《br》 不過，谷歌在今年的Google I/O大會中已經表示，對虛擬陰影在真實世界光照下調整的功能即將和開發(fā)者們見面。這是一個很大的進步，會讓AR更加真實。 《br》 建圖 《br》 Mapping，即SLAM中的‘M’，也叫建圖，是ARCore相對于ARKit的顯著優(yōu)勢領域之一。 《br》 它意味著可以將3D真實世界的環(huán)境信息存在內存中，供追蹤器（VIO系統(tǒng)中的重要部分）進行設備的定位。設備就可以知道自己在環(huán)境中所處的位置。為了幫助大家理解，舉個例子，蒙著眼睛把你放到一個陌生城市的市中心，只給你一張地圖，你可以通過地圖了解到自己的位置。 《br》 最簡單形式的SLAM建圖是一些離散的3D點云數據，它們代表了光學特征點的位置（例如桌角）。在這些數據中還隱藏著一些元數據，通過特征點在多幀中相同位置出現的次數，表明點的可信度（例如走來走去的狗，可信度就很低，因為每張圖拍到的結果都不同）。一些圖包括了“關鍵幀”，也就是每隔幾秒存儲的視頻或照片的單幀，可以幫助追蹤器更好地將真實世界與圖進行匹配。另外，一些圖使用密集點云，更可信但是需要GPU和更多內存。ARCore和ARKit都使用了離散點云圖（可能沒有關鍵幀）?！?p》《p》離散點云圖就像右上圖所示。左上圖顯示了點云和真實世界是如何匹配的（顏色代表點的可信度）。左下圖是原始圖像，右下圖是強度圖，可以被用到多種SLAM系統(tǒng)中（但并沒有用到ARKit或ARCore中）。 《br》 那么這是如何工作的呢？當您加載ARCore/ARKit App時，跟蹤器會檢測之前是否有加載好的圖，如果沒有就會通過立體計算，自定義一個新的地圖，也就是說我們擁有了相機視角下的一個小范圍3D圖。當你開始四處運動，相機捕捉到新的一幅圖，并加載到3D圖中，讓它變得更大。ARKit在建圖的時候使用了“sliding window”，也就是說它只會在圖中保存最近的時間和距離數據，舊的數據會被自動忽視，而ARCore會管理更大的地圖，也就是說系統(tǒng)會更加穩(wěn)定。 《br》 所以使用ARCore，即使跟丟了也會恢復得很好。 《br》 ARCore相對于ARKit的獨有之處 《br》 誰都未能想到，ARCore在ARKit發(fā)布后，擁有如此迅速的反應時間。相對于ARKit來說，ARCore其實有不少優(yōu)勢： 《br》 1.功能方面：有一些ARKit并未提到的功能優(yōu)勢 《br》 2.開發(fā)者經驗：ARCore在Tango和Daydream上積累幾年豐富的開發(fā)者經驗，相對于ARKit僅僅幾個月來說，是更加成熟的。 《br》 3.OEM：有足夠的OEM廠商提供強大的支持 《br》 4.宣傳：一段比較走心的宣傳短片 《br》 ARCore的開發(fā)者們真的可以行動起來了么？ 《br》 如果你喜歡Android，你有一個Samsung S8或Pixel，那么別猶豫，直接去開發(fā)吧。如果你喜歡iPhone，也不要擔心是否需要換成ARCore。ARKit / ARCore SDK目前還是1.0版，功能還非?；A（VIO，平面檢測，基礎照明），將在未來幾年內獲得更多的功能（3D場景理解，遮擋，多人聯(lián)網，內容持久性等）。對開發(fā)商和消費者來說，這將是一個不斷的學習曲線。所以現在只需要堅持向著自己認為對的路子走就好。 《br》 ARCore與ARKit究竟誰更好？ 《br》 作為技術解決方案，它們的能力非常接近。ARKit在集成和跟蹤方面具有一定的技術優(yōu)勢； ARCore在建圖和重定位方面具有一些優(yōu)勢?？墒沁@兩個優(yōu)點大多是專業(yè)的計算機視覺工程師才能看到的。 《br》 蘋果有一個清晰的市場宣傳優(yōu)勢，擁有龐大的設備基礎，可以立即升級到包含ARKit的最新iOS系統(tǒng)。蘋果的用戶一般更愿意花錢，所以從中期來看，AR Apps應該可以在ARKit上更好地獲利。 Android的優(yōu)勢在于規(guī)?；?，但Android生態(tài)系統(tǒng)需要至少12個月才能將所有的部分整合在一起，并在大多數新設備中獲得硬件支持的ARCore。 《br》 ARCore在管理Tango R＆D的架構上有很好的優(yōu)勢，其中大部分已經進行了用戶/市場測試?，F在基礎已經比較到位，期待系統(tǒng)在未來12-24個月內快速發(fā)展，將變得更有趣。 《br》 ARKit或ARCore？主要還是看開發(fā)者的個人偏好和目標。這兩個系統(tǒng)都有自己的優(yōu)點和缺點，但重要的是兩者都能夠為消費者提供足夠的消費體驗，開發(fā)者請腦洞大開，盡情享受這個過程吧！ 《br》 ARCore開發(fā)傳送門：《a href=“https://developers.google.com/ar/”》https://developers.google.com/ar/《/a》 《br》 ARKit開發(fā)傳送門：《a href=“https://developer.apple.com/arkit/”》https://developer.apple.com/arkit/《/a》《/p》
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