L'API Depth aiuta la fotocamera di un dispositivo a comprendere le dimensioni e la forma degli oggetti reali in una scena. Utilizza la fotocamera per creare immagini di profondità o mappe di profondità, aggiungendo così un livello di realismo AR alle tue app. Puoi utilizzare le informazioni fornite da un'immagine di profondità per fare in modo che gli oggetti virtuali appaiano accuratamente davanti o dietro oggetti del mondo reale, consentendo un'esperienza utente immersiva e realistica.
Le informazioni sulla profondità vengono calcolate in base al movimento e possono essere combinate con quelle provenienti da un sensore di profondità hardware, ad esempio un sensore del tempo di volo (ToF), se disponibile. Un dispositivo non ha bisogno di un sensore ToF per supportare l'API Depth.
Prerequisiti
Assicurati di comprendere i concetti fondamentali della realtà aumentata e su come configurare una sessione ARCore prima di procedere.
Limitare l'accesso ai dispositivi che supportano la profondità
Se la tua app richiede il supporto dell'API Depth, perché una parte fondamentale
L'esperienza AR si basa sulla profondità o perché non esiste un alternativo
parti dell'app che utilizzano la profondità, puoi scegliere di limitare la distribuzione dei tuoi
nel Google Play Store per
che supportano l'API Depth aggiungendo
la seguente riga al tuo AndroidManifest.xml
, oltre al
AndroidManifest.xml
modifiche descritte in
Guida Abilita ARCore:
<uses-feature android:name="com.google.ar.core.depth" />
Attiva profondità
In una nuova sessione ARCore, controlla se il dispositivo di un utente supporta la profondità. Non tutti i dispositivi compatibili con ARCore supportano l'API Depth a causa di limitazioni della potenza di elaborazione. Per risparmiare risorse, la profondità è disattivata per impostazione predefinita su ARCore. Attiva la modalità depth per fare in modo che la tua app usi l'API Depth.
Java
Config config = session.getConfig(); // Check whether the user's device supports the Depth API. boolean isDepthSupported = session.isDepthModeSupported(Config.DepthMode.AUTOMATIC); if (isDepthSupported) { config.setDepthMode(Config.DepthMode.AUTOMATIC); } session.configure(config);
Kotlin
val config = session.config // Check whether the user's device supports the Depth API. val isDepthSupported = session.isDepthModeSupported(Config.DepthMode.AUTOMATIC) if (isDepthSupported) { config.depthMode = Config.DepthMode.AUTOMATIC } session.configure(config)
Acquisisci immagini di profondità
Chiama Frame.acquireDepthImage16Bits()
per ottenere l'immagine di profondità per il frame corrente.
Java
// Retrieve the depth image for the current frame, if available. Image depthImage = null; try { depthImage = frame.acquireDepthImage16Bits(); // Use the depth image here. } catch (NotYetAvailableException e) { // This means that depth data is not available yet. // Depth data will not be available if there are no tracked // feature points. This can happen when there is no motion, or when the // camera loses its ability to track objects in the surrounding // environment. } finally { if (depthImage != null) { depthImage.close(); } }
Kotlin
// Retrieve the depth image for the current frame, if available. try { frame.acquireDepthImage16Bits().use { depthImage -> // Use the depth image here. } } catch (e: NotYetAvailableException) { // This means that depth data is not available yet. // Depth data will not be available if there are no tracked // feature points. This can happen when there is no motion, or when the // camera loses its ability to track objects in the surrounding // environment. }
L'immagine restituita fornisce il buffer di immagini non elaborate, che può essere passato a uno shaker per frammenti per l'utilizzo sulla GPU per ogni oggetto sottoposto a rendering da occultare. È orientato in OPENGL_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES
e può essere modificato in TEXTURE_NORMALIZED
chiamando Frame.transformCoordinates2d()
. Una volta che l'immagine di profondità è accessibile all'interno di uno shaker di oggetti, è possibile accedere direttamente a queste misurazioni della profondità per la gestione dell'occlusione.
Informazioni sui valori di profondità
Dato il punto A
sulla geometria reale osservata e un punto 2D a
che rappresenta lo stesso punto nell'immagine di profondità, il valore specificato dal valore
L'API in a
è uguale alla lunghezza di CA
prevista sull'asse principale.
È anche indicata come la coordinata z di A
rispetto alla fotocamera
origine C
. Quando lavori con l'API Depth, è importante capire che
i valori di profondità non sono la lunghezza del raggio CA
stesso, ma la proiezione
da questa parte.
Usa la profondità negli Shaper
Analizza le informazioni di profondità per il frame corrente
Usa le funzioni helper DepthGetMillimeters()
e DepthGetVisibility()
in uno shaker di frammenti per accedere alle informazioni sulla profondità per la posizione corrente della schermata. Dopodiché utilizza queste informazioni per nascondere selettivamente le parti dell'oggetto visualizzato.
// Use DepthGetMillimeters() and DepthGetVisibility() to parse the depth image
// for a given pixel, and compare against the depth of the object to render.
float DepthGetMillimeters(in sampler2D depth_texture, in vec2 depth_uv) {
// Depth is packed into the red and green components of its texture.
// The texture is a normalized format, storing millimeters.
vec3 packedDepthAndVisibility = texture2D(depth_texture, depth_uv).xyz;
return dot(packedDepthAndVisibility.xy, vec2(255.0, 256.0 * 255.0));
}
// Return a value representing how visible or occluded a pixel is relative
// to the depth image. The range is 0.0 (not visible) to 1.0 (completely
// visible).
float DepthGetVisibility(in sampler2D depth_texture, in vec2 depth_uv,
in float asset_depth_mm) {
float depth_mm = DepthGetMillimeters(depth_texture, depth_uv);
// Instead of a hard Z-buffer test, allow the asset to fade into the
// background along a 2 * kDepthTolerancePerMm * asset_depth_mm
// range centered on the background depth.
const float kDepthTolerancePerMm = 0.015f;
float visibility_occlusion = clamp(0.5 * (depth_mm - asset_depth_mm) /
(kDepthTolerancePerMm * asset_depth_mm) + 0.5, 0.0, 1.0);
// Use visibility_depth_near to set the minimum depth value. If using
// this value for occlusion, avoid setting it too close to zero. A depth value
// of zero signifies that there is no depth data to be found.
float visibility_depth_near = 1.0 - InverseLerp(
depth_mm, /*min_depth_mm=*/150.0, /*max_depth_mm=*/200.0);
// Use visibility_depth_far to set the maximum depth value. If the depth
// value is too high (outside the range specified by visibility_depth_far),
// the virtual object may get inaccurately occluded at further distances
// due to too much noise.
float visibility_depth_far = InverseLerp(
depth_mm, /*min_depth_mm=*/7500.0, /*max_depth_mm=*/8000.0);
const float kOcclusionAlpha = 0.0f;
float visibility =
max(max(visibility_occlusion, kOcclusionAlpha),
max(visibility_depth_near, visibility_depth_far));
return visibility;
}
Occlude oggetti virtuali
Occlude oggetti virtuali nel corpo dello shaker dei frammenti. Aggiorna il canale alfa dell'oggetto in base alla sua profondità. Verrà visualizzato un oggetto occulto.
// Occlude virtual objects by updating the object’s alpha channel based on its depth.
const float kMetersToMillimeters = 1000.0;
float asset_depth_mm = v_ViewPosition.z * kMetersToMillimeters * -1.;
// Compute the texture coordinates to sample from the depth image.
vec2 depth_uvs = (u_DepthUvTransform * vec3(v_ScreenSpacePosition.xy, 1)).xy;
gl_FragColor.a *= DepthGetVisibility(u_DepthTexture, depth_uvs, asset_depth_mm);
Puoi visualizzare la copertura utilizzando il rendering a due passaggi o il rendering in avanti per oggetto. L'efficienza di ciascun approccio dipende dalla complessità della scena e da altre considerazioni specifiche dell'app.
Rendering con progresso in avanti per oggetto
Il rendering in avanti per singolo oggetto determina l'occlusione di ogni pixel dell'oggetto nel suo tonalità di materiale. Se i pixel non sono visibili, vengono ritagliati, in genere tramite una combinazione alfa, simulando così l'occlusione sul dispositivo dell'utente.
Rendering a due passaggi
Con il rendering a due passaggi, il primo passaggio esegue il rendering di tutti i contenuti virtuali in un buffer intermedio. Il secondo passaggio unisce la scena virtuale con lo sfondo in base alla differenza tra la profondità del mondo reale e quella della scena virtuale. Questo approccio non richiede alcun lavoro aggiuntivo sullo screenr specifico per gli oggetti e generalmente produce risultati più uniformi rispetto al metodo del progresso in avanti.
Estrai la distanza da un'immagine di profondità
Per utilizzare l'API Depth per scopi diversi dall'occultamento di oggetti virtuali o dalla visualizzazione di dati di profondità, estrai informazioni dall'immagine di profondità.
Java
/** Obtain the depth in millimeters for depthImage at coordinates (x, y). */ public int getMillimetersDepth(Image depthImage, int x, int y) { // The depth image has a single plane, which stores depth for each // pixel as 16-bit unsigned integers. Image.Plane plane = depthImage.getPlanes()[0]; int byteIndex = x * plane.getPixelStride() + y * plane.getRowStride(); ByteBuffer buffer = plane.getBuffer().order(ByteOrder.nativeOrder()); return Short.toUnsignedInt(buffer.getShort(byteIndex)); }
Kotlin
/** Obtain the depth in millimeters for [depthImage] at coordinates ([x], [y]). */ fun getMillimetersDepth(depthImage: Image, x: Int, y: Int): UInt { // The depth image has a single plane, which stores depth for each // pixel as 16-bit unsigned integers. val plane = depthImage.planes[0] val byteIndex = x * plane.pixelStride + y * plane.rowStride val buffer = plane.buffer.order(ByteOrder.nativeOrder()) val depthSample = buffer.getShort(byteIndex) return depthSample.toUInt() }
Conversione delle coordinate tra immagini della fotocamera e immagini di profondità
Le immagini ottenute utilizzando getCameraImage()
potrebbero avere proporzioni diverse rispetto alle immagini in profondità.
In questo caso, l'immagine di profondità è un ritaglio dell'immagine della fotocamera e non tutti i pixel nell'immagine della fotocamera hanno una stima della profondità valida corrispondente.
Per ottenere le coordinate dell'immagine di profondità per le coordinate sull'immagine CPU:
Java
float[] cpuCoordinates = new float[] {cpuCoordinateX, cpuCoordinateY}; float[] textureCoordinates = new float[2]; frame.transformCoordinates2d( Coordinates2d.IMAGE_PIXELS, cpuCoordinates, Coordinates2d.TEXTURE_NORMALIZED, textureCoordinates); if (textureCoordinates[0] < 0 || textureCoordinates[1] < 0) { // There are no valid depth coordinates, because the coordinates in the CPU image are in the // cropped area of the depth image. return null; } return new Pair<>( (int) (textureCoordinates[0] * depthImage.getWidth()), (int) (textureCoordinates[1] * depthImage.getHeight()));
Kotlin
val cpuCoordinates = floatArrayOf(cpuCoordinateX.toFloat(), cpuCoordinateY.toFloat()) val textureCoordinates = FloatArray(2) frame.transformCoordinates2d( Coordinates2d.IMAGE_PIXELS, cpuCoordinates, Coordinates2d.TEXTURE_NORMALIZED, textureCoordinates, ) if (textureCoordinates[0] < 0 || textureCoordinates[1] < 0) { // There are no valid depth coordinates, because the coordinates in the CPU image are in the // cropped area of the depth image. return null } return (textureCoordinates[0] * depthImage.width).toInt() to (textureCoordinates[1] * depthImage.height).toInt()
Per ottenere le coordinate dell'immagine CPU per le coordinate dell'immagine di profondità:
Java
float[] textureCoordinates = new float[] { (float) depthCoordinateX / (float) depthImage.getWidth(), (float) depthCoordinateY / (float) depthImage.getHeight() }; float[] cpuCoordinates = new float[2]; frame.transformCoordinates2d( Coordinates2d.TEXTURE_NORMALIZED, textureCoordinates, Coordinates2d.IMAGE_PIXELS, cpuCoordinates); return new Pair<>((int) cpuCoordinates[0], (int) cpuCoordinates[1]);
Kotlin
val textureCoordinates = floatArrayOf( depthCoordinatesX.toFloat() / depthImage.width.toFloat(), depthCoordinatesY.toFloat() / depthImage.height.toFloat(), ) val cpuCoordinates = FloatArray(2) frame.transformCoordinates2d( Coordinates2d.TEXTURE_NORMALIZED, textureCoordinates, Coordinates2d.IMAGE_PIXELS, cpuCoordinates, ) return cpuCoordinates[0].toInt() to cpuCoordinates[1].toInt()
Hit test di profondità
Gli hit test consentono agli utenti di posizionare oggetti in un luogo reale nella scena. In precedenza, gli hit test potevano essere condotti solo sugli aerei rilevati, limitando la posizione a superfici grandi e piane, come ad esempio i risultati mostrati dagli Android verdi. Gli hit test di profondità sfruttano informazioni di profondità sia uniformi che non elaborate per fornire risultati di hit più accurati, anche su superfici non planari e con trama bassa. Ciò viene mostrato con gli Android rossi.
Per utilizzare hit test abilitati per la profondità, chiama hitTest()
e cerca DepthPoints
nell'elenco restituito.
Java
// Create a hit test using the Depth API. List<HitResult> hitResultList = frame.hitTest(tap); for (HitResult hit : hitResultList) { Trackable trackable = hit.getTrackable(); if (trackable instanceof Plane || trackable instanceof Point || trackable instanceof DepthPoint) { useHitResult(hit); break; } }
Kotlin
// Create a hit test using the Depth API. val hitResult = frame .hitTest(tap) .filter { val trackable = it.trackable trackable is Plane || trackable is Point || trackable is DepthPoint } .firstOrNull() useHitResult(hitResult)
Passaggi successivi
- Abilita un rilevamento più preciso con l'API Raw Depth.
- Dai un'occhiata al ARCore Depth Lab, che illustra diversi modi per accedere a dati di profondità.