ARKit从入门到精通三部曲之二

1.1-写在前面的话

为西城等地区用户提供了全套网页设计制作服务，及西城网站建设行业解决方案。主营业务为网站建设、成都做网站、西城网站设计，以传统方式定制建设网站，并提供域名空间备案等一条龙服务，秉承以专业、用心的态度为用户提供真诚的服务。我们深信只要达到每一位用户的要求，就会得到认可，从而选择与我们长期合作。这样，我们也可以走得更远！

1.2-ARKit与SceneKit的关系

1.3-ARKit工作原理

1.3.1-ARSCNView与ARSession

1.3.2-ARWorldTrackingSessionConfiguration与ARFrame

1.4-ARKit工作完整流程

1.1-写在前面的话

初次接触ARKit,很多人会为其复杂的架构关系而感到畏惧。这里笔者将以最基础简介的方式带领一下一睹苹果原生AR（虚拟增强现实）的风采

ARKit并不是一个独立就能够运行的框架，而是必须要SceneKit一起用才可以，换一句话说，如果只有,而没有，那么ARKit和一般的相机没有任何区别

由于笔者从事多年的iOS应用开发，并没有从事过3D游戏的开发（只是业余爱好写了一个3D打飞机的游戏），所以在本篇介绍ARKit的过程中，我们将以最小的篇幅来介绍SceneKit,毕竟如果没有丰富的3D游戏开发经验，那么光是相机捕捉到的2D界面如果转化为3D世界的矩阵都非常难以理解

关于3D系统X/Y/Z，与4x4矩阵等之间的转换及关系，不会过多深入，笔者将保证每一个不懂3D游戏开发的人都可以学习如何使用ARKit

笔者认为：ARKit最难的部分在于3D坐标的矩阵转换

笔者介绍ARKit的流程大概如下

1.介绍ARKit的工作原理及流程（本篇）

2.通过对ARKit的原理及流程的了解，我们自定义实现ARKit

3.介绍ARKit框架中的所有API，PS：是翻译官方整个ARKit框架中所有的API………………~

4.介绍ARKit框架中几个重量级的类ARScnView,ARSession,ARCamera

5.ARKit实现捕捉现实世界中的平地，并将虚拟物体添加到平地中

6.ARKit实现让虚拟物体跟随相机移动

笔者没有单独的3D模型，这里主要以苹果官方给出的参考3D模型（飞机）来实现

7.ARKit实现让虚拟物体围绕摄像机（拿着iPhone的人）旋转

1.2-ARKit与SceneKit的关系

1.在上一小节中介绍过，AR技术叫做虚拟增强现实，也就是在相机捕捉到的现实世界的图像中显示一个虚拟的3D模型。这一过程可以分为两个步骤：

一：相机捕捉现实世界图像

由ARKit来实现

二：在图像中显示虚拟3D模型

由SceneKit来实现

2.下图是一个与框架关系图，通过下图可以看出

继承：子类拥有父类所有的属性及方法

1.框架中中显示3D虚拟增强现实的视图ARSCNView继承于框架中的SCNView,而SCNView又继承于框架中的UIView

UIView的作用是将视图显示在iOS设备的window中，SCNView的作用是显示一个3D场景，ARScnView的作用也是显示一个3D场景，只不过这个3D场景是由摄像头捕捉到的现实世界图像构成的

2.ARSCNView只是一个视图容器，它的作用是管理一个ARSession,笔者称之为AR会话。

ARSession的作用及原理将在本篇下一小节介绍

3.在一个完整的虚拟增强现实体验中，框架只负责将真实世界画面转变为一个3D场景，这一个转变的过程主要分为两个环节：由ARCamera负责捕捉摄像头画面，由ARSession负责搭建3D场景。

4.在一个完整的虚拟增强现实体验中，将虚拟物体现实在3D场景中是由框架来完成中：每一个虚拟的物体都是一个节点SCNNode,每一个节点构成了一个场景SCNScene,无数个场景构成了3D世界

5.综上所述，ARKit捕捉3D现实世界使用的是自身的功能，这个功能是在iOS11新增的。而ARKit在3D现实场景中添加虚拟物体使用的是父类SCNView的功能，这个功能早在iOS8时就已经添加（SceneKit是iOS8新增）

今后在介绍使用ARSCNView时将不再累述这一关系，可以简单的理解为：ARSCNView所有跟场景和虚拟物体相关的属性及方法都是自己父类SCNView的

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1.3-ARKit工作原理

1.3.1-ARSCNView与ARSession

1.ARKit提供两种虚拟增强现实视图，他们分别是3D效果的ARSCNView和2D效果的ARSKView（关于3D效果和2D效果区别以及在上一小节介绍），无论是使用哪一个视图都是用了相机图像作为背景视图（这里可以参考iOS自定义相机中的预览图层），而这一个相机的图像就是由框架中的相机类ARCamera来捕捉的。

2.ARSCNView与ARCamera两者之间并没有直接的关系，它们之间是通过AR会话，也就是ARKit框架中非常重量级的一个类ARSession来搭建沟通桥梁的

在iOS框架中，凡是带session或者context后缀的，这种类一般自己不干活，作用一般都是两个：1.管理其他类，帮助他们搭建沟通桥梁，好处就是解耦 2.负责帮助我们管理复杂环境下的内存

context与session不同之处是：一般与硬件打交道，例如摄像头捕捉ARSession，网卡的调用NSURLSession等使用的都是session后缀。没有硬件参与，一般用context，如绘图上下文，自定义转场上下文等

3.要想运行一个ARSession会话，你必须要指定一个称之为会话追踪配置的对象:ARSessionConfiguration,ARSessionConfiguration的主要目的就是负责追踪相机在3D世界中的位置以及一些特征场景的捕捉（例如平面捕捉），这个类本身比较简单却作用巨大

ARSessionConfiguration是一个父类，为了更好的看到增强现实的效果，苹果官方建议我们使用它的子类ARWorldTrackingSessionConfiguration，该类只支持A9芯片之后的机型，也就是iPhone6s之后的机型

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1.3.2-ARWorldTrackingSessionConfiguration与ARFrame

1.ARSession搭建沟通桥梁的参与者主要有两个ARWorldTrackingSessionConfiguration与ARFrame

2.ARWorldTrackingSessionConfiguration（会话追踪配置）的作用是跟踪设备的方向和位置,以及检测设备摄像头看到的现实世界的表面。它的内部实现了一系列非常庞大的算法计算以及调用了你的iPhone必要的传感器来检测手机的移动及旋转甚至是翻滚

我们无需关心内部实现，ARKit框架帮助我们封装的非常完美，只需调用一两个属性即可

3.当ARWorldTrackingSessionConfiguration计算出相机在3D世界中的位置时，它本身并不持有这个位置数据，而是将其计算出的位置数据交给ARSession去管理（与前面说的session管理内存相呼应），而相机的位置数据对应的类就是ARFrame

ARSession类一个属性叫做currentFrame，维护的就是ARFrame这个对象

4.ARCamera只负责捕捉图像，不参与数据的处理。它属于3D场景中的一个环节，每一个3D Scene都会有一个Camera，它觉得了我们看物体的视野

它们三者之间的关系看起来如下图：

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ARCamera在3D世界的位置看起来是这样的

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1.4-ARKit工作完整流程

ARKit框架工作流程可以参考下图:

1.ARSCNView加载场景SCNScene

2.SCNScene启动相机ARCamera开始捕捉场景

3.捕捉场景后ARSCNView开始将场景数据交给Session

4.Session通过管理ARSessionConfiguration实现场景的追踪并且返回一个ARFrame

5.给ARSCNView的scene添加一个子节点（3D物体模型）

ARSessionConfiguration捕捉相机3D位置的意义就在于能够在添加3D物体模型的时候计算出3D物体模型相对于相机的真实的矩阵位置

在3D坐标系统中，有一个世界坐标系和一个本地坐标系。类似于UIView的Frame和Bounds的区别，这种坐标之间的转换可以说是ARKit中最难的部分

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IOS开发要学习哪些方面的知识？

第一步：编程入门课

时间预计：4个星期

推荐看公开课，Udacity也行，网易公开课也行，自己找一个面对对象语言（一般是JAVA, C++, Python）的课。我是在网易公开课看的斯坦福的CS106A，学的JAVA。

如果你纯粹学iOS开发，不推荐看哈佛CS50，CS50是给CS系的学生介绍整个计算机世界的框架，讲的内容比较多，进度比较快，对iOS开发其实有点累赘了。（臣妾有点跟不上啊！！）

计划安排是一天一课，看课程要求的书（至少看完一本）及大部分作业。这一阶段重点不是语法，而是以下3个目标。

目标：

1. 让自己对编程这件事感到适应。

写hello world。

怎么写function, 怎么调用function。

全局变量，局部变量这类基本知识点。

都是基本的东西。看看书，写多两个程序就欧啦。

2. 掌握编程语言的基本要素。

编程语言4个要素：

a. 基本的数据类型：整数，实数，character, string, boolean

b. 基本的运算符号：+-×/++--那啥的

c. 怎样输入输出

d. 怎样控制程序：sequence，selection，loop

3. 了解编程范式

面对过程编程。

面向对象编程。

第二步：上手iOS!

时间预计：2星期

强烈推荐CS193P，老头子讲的超级好！我的很多东西（对象思维啥的）是在这里跟着做练习的时候才真正明白的（好啦，也可能是上一堂课练习做得少的原因）。如果等到9月应该itunes U上会开始教iOS 7了。网易公开课的是2010年iOS 5版的，前10堂课，也行。（iTunes U上有完整的课）

CS193P说有prerequisite，一开始被吓到，事实证明还是可以学下去的。头两节课一头雾水，没关系，把itunes U上的课件下载下来，把所有代码打出来，然后一个个元素对应之前学的语言匹配，再不懂先放着，继续学后边的，过几天打多点代码就懂了。

感觉学5、6堂课，一个星期左右就可以开始进入下一阶段自己做东西了。之后用啥学啥，每堂课都有主题的。速度慢点的同学们，这阶段跟我一样准备两个星期吧！

第三步：开发app!

时间预计：2星期（本人...1个半月，实在不好意思说出口）

这个时间就可长可短啦，还包括美工，交互啥的。坚持要用啥学啥的原则，其实就是知道iOS SDK都有什么组件，每个组件有什么function而已。stackoverflow, Github, apple sample code多上，搜索引擎多用。如果有个师傅，这个阶段真的是进步神速。

好的！不出意外，你的第一个app就这么新鲜出炉了！从今天开始，成为一个冷艳逼格高尚的iOS开发者吧！

iOS 开发怎么入门

如果你入门了iOS开发并且有一定的英文功底，我是非常推荐你去看的，尤其官方文档，应该经常翻阅。但是我认为保持学习的热情是最重要的。本着这个理念，我推荐的学习方法难度非常低，希望你们能满意。 第一阶段: RayWenderlich网站中的 The iOS Apprentice教程 这个教程截止目前已经不更新OC语言的版本了，但是如果你是抱着求职为目的的学习还是请看OC版本的(两年前的版本)。The iOS Apprentice的教程针对完全没有编程经验的人设计。这个教程是外国人写的并且有免费试读版，感兴趣的人要看看。里面说的东西都非常非常基本，里面一个共讲解了4个不同类型app，强烈建议一步一步按照上面所写的步骤敲一遍代码。其中你会遇到很多复杂的语句和长的可怕的函数，你不用感到恐慌，照着敲，知道它干嘛用完全OK了，随着你编程时间以及经验的增加，你都会懂得。。如果看完了这个免费的教程觉得还挺想继续学的请参王寒老师也做了swift版本的The iOS Apprentice教程翻译，自己去找)

第二阶段：培训班的网络课程及入门书籍 经过第一个阶段你应该已经大致掌握IOS开发流程，能编写一个非常简单的应用了。这时候相信你的热情应该会很高涨，但接下来的学习可能会很枯燥，做好准备

建议首先要恶补基础知识。经过第一个阶段你可能觉得你懂不少了，但是只是表面，尤其是没学过编程的应该好好学习一下视频前面的课程，主要看看语法。等你看恶心了看烦了就去看视频里UI部分，这里相对于来说比较轻松，一定要把视频里写的语句打一遍，相信这样你理解会更深刻。里面说的不清楚的地方上网可以百度，可以查书(如果你有书的话)。

如何快速学会ios开发

篇一：分享简单学习iOS开发的方法

随着3G技术的普及与智能终端的快速发展，逐渐的移动开发者最受企业的欢迎，特别是iOS软件开发人才更是得到了企业的青睐，从现在情况来看，iOS培训和iOS软件开发人才有些严重供不应求。

容易上手的，学习iOS要注意到每个细节，因为每个细小的知识都有可能改变这个程序，如果有一点的错误都会导致整个程序无法运行，其实学习iOS和上学学习一样，都是从最基础的开始学起，慢慢的积累知识。如果想学好iOS，现在单单在网上学习是有点out了，可以选择零学费，就能够入学的培训学校学习一下，如果没有合适的话，可以了解一下培训机构，找一个口碑不错的，这样结合理论和实际才能够学好iOS。

在课前一定要做好准备资料及准备内容，要知道老师要讲什么？先做好预习，这样有准备的上战场才会学得更好，在课堂上认真听老师讲课，在电脑上操作老师所讲的内容，如果有不懂的一定要及时向讲师问清是怎么回事，课后多做几次练习，那么就不是问题了。3

如果听不懂怎么办？

这些现象很正常，谁也不敢保证讲师所讲的知识都能够无一不漏的听明白，能够在电脑上操作出来，那么如果遇到不懂得就要直接问，还可以先预习今后再去学习理论课的时分就能够有对于性的去听了，教师讲到你现已把握的内容时，你能够注意听一下讲师是不是有了新的见解及创新的认识、讲的和你了解到的是不是一样，如果不太一样的话，那么就要做下记号，课下与老师沟通，承认这个

常识点的真实意义；若是讲到你预习时不会的常识点的话，你更大概仔细的去听了，认真的去了解一下到底是怎么个意思？

篇二：如何快速学会ios开发

针对学习iOS开发怎么样?想学iOS开发如何才能快速学习?没有基础怎么快速学习iOS开发等问题，蓝鸥iOS培训专业老师指点明灯!看着身边学iOS开发的人拿了高工资，很多人按捺不住了。但菜鸟真的也可以成为iOS开发软件工程师吗?只要有恰当的学习方法，学习软件开发并不难。对于软件初学者来说，主要做到以下几点：

一、打好基础，不能一步登天

学习iOS,首先要学习C语言，很多人跳过C，直接学Objective-C，这是极不可取的。Objective-C是C的超集，必须有C的基础，学习才能更好更快的进行。不要一开始就盲目崇拜别人的大项目，要从小项目开始，一步一个脚印，遇到困难不要退缩，解决困难也是学习的过程。

二、必须如蜜蜂，多方采集花蜜

在学习初期对于iOS没有概念，最好的办法就是多看别人的代码，多吸取别人的养分。遇到不懂得问题不要跳过，而是要多问，多向人请教，学习别人的思路，吸取有益的知识，并做好学习笔记。积少成多，会成为你不小的财富。

三、勤动脑，多动手，有创新精神

软件开发者是为了让软件实现更丰富更强大的功能，必须有很强的实际操作能力。作为iOS开发工程师，不但要了解用户需要哪些功能，有哪些需求，还要多动脑，开发出符合市场以及时代需求的项目。这都需要软件开发者具备很好创新精神。

由此可见，学习iOS开发，只要肯吃苦，有恒心，菜鸟也可以有很蓝，很广阔的天空。iOS培训很注重基础教学，教学方式与大学不同，在教授理论知识的同时，更注重实践技能的培养。摆正心态，切勿操之过急，囫囵吞枣，将每天所学定义为就是今后工作要用的，这样你便会认真对待每一次学习、每一行代码和遇到的每一个难题。

参加iOS开发培训也可以，现在iOS开发培训大概也就4个月时间，花一两万系统学4个月也是一个不错的选择，虽然要一两万，但是效果跟自己学肯定是不一样的，要是自己学跟有老师带着学一样，那这个世界上将没有学校存在了。对于参加iOS开发培训的一定

要选对机构，有句话说得好，选对比选好有时候重要太多。你考30分的'成绩让你去北大清华也不一定能够成就了呢，所以选择口碑好的机构，专注iOS开发的机构比较好，毕竟咱基础不好，那些机构做杂很难做精。不管是快速学还是慢慢自学还是选择iOS培训机构系统培训，只要你投入进去就好，坚持下去一定会有大收获。不管做什么或者学什么一定要避免三天打鱼两天晒网，这样效果不会明显。

篇三：零基础学iOS开发的方法

怎么学习iOS开发，尤其是对于没有基础的，甚至是0基础的朋友而言，要学习iOS开发就需要注重方法了。由于iphone手机带来的手机应用狂潮，现在很多人都希望从事这块的开发。很多初学者可能会问，没有基础怎么样才能学好iOS开发，我们要看什么书呢，还是什么视频，其实这些都不是重要的，重要的是，你认为自己可以学好iOS开发，认为自己可以坚持下来，这是关键啦。

其实学很多语言都是通的，即使0基础学习也不怕，从C语言入门，因为iOS开发用的是OC语言，是在C基础上的，不过也跟C不是很搭界，你可以直接学习OC语言也可以，还有开发工具是用Xcode，是在Mac系统的，你多摸索一下就可以开发简单的应用了，建议你买一本iphone开发秘籍第二版看看。学语言，无非就是要学好基础，弄清楚概念，然后做个简单的例子，慢慢的体会，基础打好了，到后面你会觉得突然自己提高了很多，很多东西都自然而然地明白了，在黑暗中的努力是为了迎接光明。

我觉得学iOS开发，首先心态要好，不要想着我已经学习很长时间了，可以找个好工作，可以赚钱了，牛人除外，不过大多都是普通人。

先慢慢培养兴趣下定决心，然后开始找资料，找视频，查百度。等你觉得这些基础的都差不多理解了，那就别看书，将精力集中于界面开发、一定的数据库开发、通讯接口开发、协同开发与联调。然后自己设计个东西，可以涵盖他们的，做个自己想做的东西出来，虽然可能很难，但是你会在过程中学到很多，是别人教不会你的。

在学习过程中遇到什么问题，你可以百度一下看看别人的回答，看多了印象就深了，也就慢慢掌握了。遇到什么思路上的问题，可以来蓝鸥网站技术论坛发帖，论坛肯定会有人来帮忙的，就算不能完全解决，也可以提供点参考。学习要会利用资源，论坛上那么好的资源不用可惜的哦，还有资料堆的东西，只要你能掌握70%，不相信你可以试试。

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