Android SDK（Kotlin/Java）でのカメラの画像の手ぶれ補正

ARCore で電子式手ぶれ補正（EIS）がサポートされるようになりました。これにより、スムーズなカメラプレビューを生成できます。EIS は、ジャイロスコープを使用してスマートフォンの動きを確認し、カメラテクスチャの境界内で補正ホモグラフィメッシュを適用することで、軽微な手ぶれを補正します。EIS は、デバイスの縦向きでのみサポートされます。すべての向きは、ARCore の 1.39.0 リリースでサポートされます。

EIS サポートをクエリして EIS を有効にする

EIS を有効にするには、ImageStabilizationMode.EIS を使用するようにセッションを構成します。デバイスが EIS 機能をサポートしていない場合、ARCore から例外がスローされます。

JavaKotlin

if (!session.isImageStabilizationModeSupported(Config.ImageStabilizationMode.EIS)) {
  return;
}
Config config = session.getConfig();
config.setImageStabilizationMode(Config.ImageStabilizationMode.EIS);
session.configure(config);

if (!session.isImageStabilizationModeSupported(Config.ImageStabilizationMode.EIS)) return
session.configure(
  session.config.apply { imageStabilizationMode = Config.ImageStabilizationMode.EIS }
)

座標を変換する

EIS がオンの場合、レンダラはカメラの背景をレンダリングするときに、変更されたデバイス座標と、EIS 補正を組み込んだ一致するテクスチャ座標を使用する必要があります。EIS 補正座標を取得するには、Frame.transformCoordinates3d() を使用します。入力として OPENGL_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES を使用し、出力として EIS_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES を使用して 3D デバイス座標を取得し、出力として EIS_TEXTURE_NORMALIZED を使用して 3D テクスチャ座標を取得します。現時点では、Frame.transformCoordinates3d() でサポートされている入力座標タイプは OPENGL_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES のみです。

JavaKotlin

final FloatBuffer cameraTexCoords =
    ByteBuffer.allocateDirect(COORDS_BUFFER_SIZE_3D)
        .order(ByteOrder.nativeOrder())
        .asFloatBuffer();

final FloatBuffer screenCoords =
    ByteBuffer.allocateDirect(COORDS_BUFFER_SIZE_3D)
        .order(ByteOrder.nativeOrder())
        .asFloatBuffer();

final FloatBuffer NDC_QUAD_COORDS_BUFFER =
    ByteBuffer.allocateDirect(COORDS_BUFFER_SIZE_2D)
        .order(ByteOrder.nativeOrder())
        .asFloatBuffer()
        .put(
            new float[] {
              /*0:*/ -1f, -1f, /*1:*/ +1f, -1f, /*2:*/ -1f, +1f, /*3:*/ +1f, +1f,
            });

final VertexBuffer screenCoordsVertexBuffer =
    new VertexBuffer(render, /* numberOfEntriesPerVertex= */ 3, null);
final VertexBuffer cameraTexCoordsVertexBuffer =
    new VertexBuffer(render, /* numberOfEntriesPerVertex= */ 3, null);

NDC_QUAD_COORDS_BUFFER.rewind();
frame.transformCoordinates3d(
    Coordinates2d.OPENGL_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES,
    NDC_QUAD_COORDS_BUFFER,
    Coordinates3d.EIS_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES,
    screenCoords);
screenCoordsVertexBuffer.set(screenCoords);

NDC_QUAD_COORDS_BUFFER.rewind();
frame.transformCoordinates3d(
    Coordinates2d.OPENGL_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES,
    NDC_QUAD_COORDS_BUFFER,
    Coordinates3d.EIS_TEXTURE_NORMALIZED,
    cameraTexCoords);
cameraTexCoordsVertexBuffer.set(cameraTexCoords);

val COORDS_BUFFER_SIZE_2D = 2 * 4 * Float.SIZE_BYTES
val COORDS_BUFFER_SIZE_3D = 3 * 4 * Float.SIZE_BYTES
val cameraTexCoords =
  ByteBuffer.allocateDirect(COORDS_BUFFER_SIZE_3D)
    .order(ByteOrder.nativeOrder())
    .asFloatBuffer()
val screenCoords =
  ByteBuffer.allocateDirect(COORDS_BUFFER_SIZE_3D)
    .order(ByteOrder.nativeOrder())
    .asFloatBuffer()
val cameraTexCoordsVertexBuffer = VertexBuffer(render, /* numberOfEntriesPerVertex= */ 3, null)
val screenCoordsVertexBuffer = VertexBuffer(render, /* numberOfEntriesPerVertex= */ 3, null)
val NDC_QUAD_COORDS_BUFFER =
  ByteBuffer.allocateDirect(COORDS_BUFFER_SIZE_2D)
    .order(ByteOrder.nativeOrder())
    .asFloatBuffer()
    .apply {
      put(
        floatArrayOf(
          /* 0: */
          -1f,
          -1f,
          /* 1: */
          +1f,
          -1f,
          /* 2: */
          -1f,
          +1f,
          /* 3: */
          +1f,
          +1f
        )
      )
    }
NDC_QUAD_COORDS_BUFFER.rewind()
frame.transformCoordinates3d(
  Coordinates2d.OPENGL_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES,
  NDC_QUAD_COORDS_BUFFER,
  Coordinates3d.EIS_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES,
  screenCoords
)
screenCoordsVertexBuffer.set(screenCoords)

NDC_QUAD_COORDS_BUFFER.rewind()
frame.transformCoordinates3d(
  Coordinates2d.OPENGL_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES,
  NDC_QUAD_COORDS_BUFFER,
  Coordinates3d.EIS_TEXTURE_NORMALIZED,
  cameraTexCoords
)
cameraTexCoordsVertexBuffer.set(cameraTexCoords)

EIS がオフの場合、出力 3D 座標は 2D 座標と同じで、z 値は変化しないように設定されます。

シェーダーを変更する

計算された 3D 座標は、バックグラウンドレンダリングシェーダーに渡す必要があります。頂点バッファは EIS で 3D になりました。

layout(location = 0) in vec4 a_Position;
layout(location = 1) in vec3 a_CameraTexCoord;
out vec3 v_CameraTexCoord;
void main() {
  gl_Position = a_Position;
  v_CameraTexCoord = a_CameraTexCoord;
}

また、フラグメントシェーダーでパースペクティブ補正を適用する必要があります。

precision mediump float;
uniform samplerExternalOES u_CameraColorTexture;
in vec3 v_CameraTexCoord;
layout(location = 0) out vec4 o_FragColor;
void main() {
  vec3 tc = (v_CameraTexCoord / v_CameraTexCoord.z);
  o_FragColor = texture(u_CameraColorTexture, tc.xy);
}

詳しくは、hello_eis_kotlin サンプルアプリをご覧ください。