在 iOS 上使用地理空间锚点定位现实世界的内容

地理空间锚点是一种锚点,可让您在现实世界中放置 3D 内容。

地理空间锚点的类型

地理空间锚点有三种类型,它们处理海拔的方式有所不同:

  1. WGS84 锚点
    WGS84 锚点可让您在任何给定的纬度、经度和海拔高度放置 3D 内容。

  2. 地形锚点
    通过地形锚点,您仅使用纬度和经度(以相对于该位置的地形的高度)放置内容。海拔高度是相对于地面或地面(即 VPS 所知)确定的。

  3. 屋顶锚点
    借助屋顶锚点,您只需使用纬度和经度(相对于建筑物屋顶在该位置的高度)即可放置内容。海拔高度是相对于建筑物顶部而言的,也称为街景几何图形。如果不放置在建筑物上,默认采用地形海拔高度。

WGS84 地形 屋顶
水平位置 纬度,经度 纬度,经度 纬度,经度
垂直位置 相对于 WGS84 海拔高度 相对于 Google 地图确定的地形水平 相对于 Google 地图确定的屋顶楼层
需要由服务器解析?

前提条件

请务必先启用 Geospatial API,然后再继续操作。

放置地理空间锚点

每种锚点类型都有用于创建这些锚点的专用 API;如需了解详情,请参阅地理空间锚点类型

根据点击测试创建锚点

您还可以根据命中测试结果创建地理空间锚点。使用点击测试中的转换并将其转换为 GARGeospatialTransform。使用它来放置上述 3 种锚点类型中的任意一种。

通过 AR 转换获取地理空间转换

GARSession.geospatialTransformFromTransform:error: 通过将 AR 转换转换为 Geospatial Transform,为确定纬度和经度提供了另一种方式。

通过 Geospatial Transform 获取 AR 转换

GARSession.transformFromGeospatialCoordinate:altitude:eastUpSouthQTarget:error: 将地球指定的水平位置、海拔高度和四元数旋转相对于东经南坐标系的旋转角度转换为相对于 GL 世界坐标的 AR 转换。

选择适合您的用例的方法

每种创建锚点的方法都有相关的权衡需要注意:

  • 使用街景几何图形时,请使用点击测试将内容附加到建筑物。
  • 首选地形或屋顶锚点而非 WGS84 锚点,因为它们使用由 Google 地图确定的海拔值。

确定某个地点的经纬度

您可以通过以下三种方式计算某个位置的纬度和经度:

  • 您可以使用 Geospatial Creator,通过 3D 内容查看和增强世界,而无需实际前往任何地点。这样,您就可以在 Unity 编辑器中使用 Google 地图直观呈现 3D 沉浸式内容。系统会自动为您计算内容的纬度、经度、旋转角度和海拔。
  • 使用 Google 地图
  • 使用 Google 地球。请注意,使用 Google 地球(而非 Google 地图)获取这些坐标时,误差幅度最高可达几米。
  • 前往实际位置

使用 Google 地图

要使用 Google 地图获取某个位置的纬度和经度,请执行以下操作:

  1. 在桌面设备上访问 Google 地图

  2. 导航到图层 > 更多

  3. 地图类型更改为卫星,并取消选中屏幕左下角的地球视图复选框。

    这将强制采用 2D 视角,并消除由倾斜的 3D 视图可能造成的错误。

  4. 在地图上,右键点击相应地点,然后选择经度/纬度以将其复制到剪贴板。

使用 Google 地球

您可以通过点击界面中的某个位置,并从地标详细信息中读取数据,利用 Google 地球计算某个位置的纬度和经度。

要使用 Google 地球获取某个位置的纬度和经度,请执行以下操作:

  1. 在桌面设备上转到 Google 地球

  2. 找到汉堡形菜单 ,然后选择地图样式

  3. 关闭 3D 建筑开关。

  4. 关闭 3D 建筑开关后,点击图钉图标 ,在所选位置添加地标。

  5. 指定包含地标的项目,然后点击保存

  6. 在地标的标题字段中,输入地标的名称。

  7. 点击“Project”窗格中的后退箭头 ,然后选择 更多操作菜单。

  8. 从菜单中选择导出为 KML 文件

KLM 文件用于报告 <coordinates> 标记中某个地标的纬度、经度和海拔(以英文逗号分隔),如下所示:

<coordinates>-122.0755182435043,37.41347299422944,7.420342565583832</coordinates>

请勿使用 <LookAt> 标记中的纬度和经度,此类标记指定的是镜头位置,而不是位置。

前往实际位置

要计算某个地点的海拔高度,您可以亲自前往该地点并在本地进行观察。

获取旋转四元数

GARGeospatialTransform.eastUpSouthQTarget 从地理空间转换中提取方向,并输出一个四元数,代表将矢量从目标转换为东向南 (EUS) 坐标系的旋转矩阵。X+ 指向东,Y+ 指向上,Z+ 指向南。值会按照 {x, y, z, w} 顺序写入。

WGS84 锚点

WGS84 锚点是一种锚点,可让您在任何给定的纬度、经度和海拔高度放置 3D 内容。它依靠转换和方向来放置在现实世界中。该位置由纬度、经度和海拔(通过 WGS84 坐标系指定)组成。方向由四元数旋转组成。

报告的海拔高度在参考 WGS84 椭球上方以米为单位,这样地平面为零。您的应用负责为每个已创建的锚点提供这些坐标。

在现实世界中放置 WGS84 锚点

确定某个地点的海拔

要确定某个位置用于放置锚点的海拔高度,可采用以下几种方法:

  • 如果锚点实际位于用户附近,您可以使用与用户设备所在海拔高度相似的海拔高度。
  • 获取纬度和经度后,您可以使用 Elevation API,根据 EGM96 规范获取海拔。您必须将 Maps API EGM96 的海拔高度转换为 WGS84,才能与 GARGeospatialTransform 的海拔高度进行比较。请参阅同时具有命令行和 HTML 界面的 GeoidEval。Maps API 开箱即按照 WGS84 规范报告纬度和经度。
  • 您可以通过 Google 地球获取某个地点的纬度、经度和海拔。这将为您提供最多几米的误差范围。在 KML 文件中,请使用 <coordinates> 标记(而非 <LookAt> 标记)中的纬度、经度和海拔。
  • 如果现有的锚点就在附近,并且您没有在陡峭的斜坡上,您或许可以使用以镜头 GARGeospatialTransform 为起点的海拔高度,而无需使用其他来源(例如 Maps API)。

创建锚点

确定纬度、经度、海拔和旋转四元数后,请使用 createAnchorWithCoordinate:altitude:eastUpSouthQAnchor:error: 将内容锚定到您指定的地理坐标。

  NSError *error = nil;
  GARAnchor *anchor = [self.garSession createAnchorWithCoordinate:coordinate
                                                         altitude:altitude
                                               eastUpSouthQAnchor:eastUpSouthQAnchor
                                                            error:&error];

地形锚点

地形锚点是一种锚点,可让您仅使用纬度和经度放置 AR 对象,并利用 VPS 中的信息找到地面以上的精确海拔。

您无需输入所需的海拔高度,只需提供地形上方的海拔高度。当此值为零时,锚点将与地形水平。

设置平面查找模式

平面查找是可选的,在使用锚点时不是必需的。请注意,仅使用水平面。水平平面有助于地形锚点在地面上动态对齐。

您可以使用 ARWorldTrackingConfiguration.PlaneDetection 选择应用检测平面的方式。

使用新的 Async API 创建地形锚点

如需创建并放置地形锚点,请调用 GARSession.createAnchorWithCoordinate:altitudeAboveTerrain:eastUpSouthQAnchor:completionHandler:error:

锚点不会立即准备就绪,需要解决。问题解决后,将会显示在GARCreateAnchorOnTerrainFuture中。

GARCreateAnchorOnTerrainFuture *future = [self.garSession createAnchorWithCoordinate:coordinate
                                                                altitudeAboveTerrain:altitude
                                                                  eastUpSouthQAnchor:eastUpSouthQTarget
                                                                   completionHandler:^(GARAnchor *anchor, GARTerrainAnchorState state) {
                                                                     // handle completion
                                                                   }
                                                                               error:&error];

查看未来状况

Future 将有一个关联的 GARFutureState

状态 说明
GARFutureStatePending 此操作仍在等待处理。
GARFutureStateDone 操作已完成,可获得结果。
GARFutureStateCancelled 此操作已被取消。

检查 Future 结果的地形锚点状态

GARTerrainAnchorState 属于异步操作,是最终 Future 结果的一部分。

switch (future.resultTerrainAnchorState) {
  case GARTerrainAnchorStateSuccess:
    // Terrain anchor finished resolving.
    break;
  case GARTerrainAnchorStateErrorUnsupportedLocation:
    // The requested anchor is in a location that isn't supported by the Geospatial API.
    break;
  case GARTerrainAnchorStateErrorNotAuthorized:
    // An error occurred while authorizing your app with the ARCore API. See
    // https://developers.google.com/ar/reference/ios/group/GARTerrainAnchorState#garterrainanchorstateerrornotauthorized
    // for troubleshooting steps.
    break;
  case GARTerrainAnchorStateErrorInternal:
    // The Terrain anchor could not be resolved due to an internal error.
    break;
  default:
    break;
}

屋顶锚栓

屋顶锚点

屋顶锚点是一种锚点,与上面的地形锚点非常相似。不同之处在于,您需要提供屋顶上方的海拔高度,而不是地形上方的海拔高度。

使用新的 Async API 创建 Rooftop 锚点

锚点不会立即准备就绪,需要解决。

如需创建并放置 Rooftop 锚点,请调用 GARSession.createAnchorWithCoordinate:altitudeAboveRooftop:eastUpSouthQAnchor:completionHandler:error:。与地形锚点类似,您也可以访问 Future 的 GARFutureState。然后,您可以查看 Future 结果,以访问 GARRooftopAnchorState

GARCreateAnchorOnRooftopFuture *future = [self.garSession createAnchorWithCoordinate:coordinate
                                                                altitudeAboveRooftop:altitude
                                                                  eastUpSouthQAnchor:eastUpSouthQTarget
                                                                   completionHandler:^(GARAnchor *anchor, GARRooftopAnchorState state) {
                                                                     // handle completion
                                                                   }
                                                                               error:&error];

查看未来状况

Future 将有一个关联的 GARFutureState(详见上)。

检查 Future 结果的 Rooftop 锚点状态

GARRooftopAnchorState 属于异步操作,是最终 Future 结果的一部分。

switch (future.resultRooftopAnchorState) {
  case GARRooftopAnchorStateSuccess:
    // Rooftop anchor finished resolving.
    break;
  case GARRooftopAnchorStateErrorUnsupportedLocation:
    // The requested anchor is in a location that isn't supported by the Geospatial API.
    break;
  case GARRooftopAnchorStateErrorNotAuthorized:
    // An error occurred while authorizing your app with the ARCore API. See
    // https://developers.google.com/ar/reference/ios/group/GARRooftopAnchorState#garrooftopanchorstateerrornotauthorized
    // for troubleshooting steps.
    break;
  case GARRooftopAnchorStateErrorInternal:
    // The Rooftop anchor could not be resolved due to an internal error.
    break;
  default:
    break;
}

后续步骤