שימוש בעוגנים גיאו-מרחביים כדי למקם תוכן מהעולם האמיתי ב-Unity

עוגנים גיאו-מרחביים הם סוג של עוגן שמאפשרים למקם תוכן תלת-ממדי בעולם האמיתי.

סוגי עוגנים גיאו-מרחביים

יש שלושה סוגים של עוגנים גיאו-מרחביים, וכל אחד מהם מטפל בגובה בצורה שונה:

  1. עוגנים מסוג WGS84:
    עוגנים מסוג WGS84 מאפשרים להציב תוכן תלת-ממדי בכל קו רוחב, קו אורך וגובה נתונים.

  2. ציון מיקום בשטח:
    ציון מיקום בשטח מאפשר לכם למקם תוכן באמצעות קו הרוחב וקו האורך בלבד, עם גובה יחסי לשטח במיקום הזה. הגובה נקבע ביחס לקרקע או לרצפה כפי שהם ידועים ל-VPS.

  3. נקודות עיגון על גג:
    נקודות עיגון על גג מאפשרות לכם למקם תוכן באמצעות קו רוחב וקו אורך בלבד, עם גובה יחסי לגג של בניין במיקום הזה. הגובה נקבע ביחס לחלק העליון של המבנה, כפי שמצוין בגיאומטריה של סביבת הרחוב. אם לא תציינו גובה, ברירת המחדל תהיה הגובה של פני השטח.

WGS84 פני השטח גג
מיקום אופקי קו רוחב, קו אורך קו רוחב, קו אורך קו רוחב, קו אורך
מיקום אנכי ביחס לגובה WGS84 יחסית לגובה פני השטח שנקבע על ידי מפות Google יחסית לגובה הגג, כפי שנקבע על ידי מפות Google
האם צריך לפתור את הבעיה בשרת? לא כן כן

דרישות מוקדמות

לפני שתמשיכו, חשוב להפעיל את Geospatial API.

הצבת עוגנים גיאו-מרחביים

לכל סוג של עוגן יש ממשקי API ייעודיים ליצירתו. מידע נוסף זמין במאמר סוגי עוגנים גיאו-מרחביים.

יצירת עוגן מבדיקת היטים

אפשר גם ליצור עוגן גיאו-מרחבי מתוצאת בדיקת היעד. משתמשים בתנוחה מהבדיקה להיט וממירים אותה ל-GeospatialPose. אפשר להשתמש בו כדי להציב כל אחד מ-3 סוגי הווידג'טים של עוגנים שמפורטים למעלה.

אחזור תנוחה גיאו-מרחית מתנוחה ב-AR

AREarthManager.Convert(Pose) מספק דרך נוספת לקבוע את קו הרוחב ואת קו האורך על ידי המרת תנוחת AR לתנוחה גיאוגרפית.

אחזור תנוחת AR מתנוחה גיאו-מרחבית

הפונקציה AREarthManager.Convert(GeospatialPose) ממירה מיקום אופקי, גובה וסיבוב קוואטרניון שצוינו על פני כדור הארץ ביחס למסגרת קואורדינטות מזרח-מעלה-דרום לתנוחת AR ביחס לקווי הרוחב והאורך של GL.

בחירת השיטה שמתאימה לתרחיש לדוגמה

לכל שיטה ליצירת עוגן יש יתרונות וחסרונות שחשוב לזכור:

  • כשמשתמשים בגיאומטריה של סביבת הרחוב, צריך להשתמש בבדיקת היטים כדי לצרף תוכן לבניין.
  • עדיף להשתמש בעוגנים של פני השטח או של גגות במקום בעוגנים של WGS84, כי הם מבוססים על ערכי גובה שנקבעו על ידי מפות Google.

איך מוצאים את קו הרוחב וקו האורך של מיקום מסוים

יש שלוש דרכים לחשב את קו הרוחב ואת קו האורך של מיקום:

  • אתם יכולים להשתמש ב-Geospatial Creator כדי לראות את העולם ולהוסיף לו תוכן תלת-ממדי בלי שתצטרכו להגיע פיזית למיקום מסוים. כך תוכלו למקם תוכן תלת-ממדי עשיר באופן חזותי באמצעות מפות Google בכלי העריכה של Unity. קווי הרוחב והאורך, הזווית והגובה של התוכן יחושבו באופן אוטומטי.
  • שימוש במפות Google
  • להשתמש ב-Google Earth. חשוב לדעת: קבלת הקואורדינטות האלה באמצעות Google Earth, בניגוד למפות Google, תגרום לשגיאה של כמה מטרים.
  • מעבר למיקום הפיזי

שימוש במפות Google

כדי לקבל את קווי הרוחב והאורך של מיקום מסוים באמצעות מפות Google:

  1. נכנסים למפות Google במחשב.

  2. עוברים אל שכבות > אפשרויות נוספות.

  3. משנים את סוג המפה ללוויין ומבטלים את הסימון בתיבה תצוגת כדור הארץ בפינה הימנית התחתונה של המסך.

    כך תאלצו להשתמש בתצוגה דו-ממדית, ותמנעו שגיאות שעלולות לנבוע מתצוגה תלת-ממדית בזווית.

  4. במפה, לוחצים לחיצה ימנית על המיקום ובוחרים את קו הרוחב/האורך כדי להעתיק אותו ללוח.

שימוש ב-Google Earth

כדי לחשב את קו הרוחב וקו האורך של מיקום מסוים ב-Google Earth, לוחצים על המיקום בממשק המשתמש וקוראים את הנתונים מפרטי ציון המיקום.

כדי לקבל את קו הרוחב ואת קו האורך של מיקום מסוים באמצעות Google Earth:

  1. נכנסים אל Google Earth במחשב.

  2. עוברים לתפריט ההמבורגר ובוחרים באפשרות סגנון המפה.

  3. מעבירים את המתג בניינים תלת-ממדיים למצב כבוי.

  4. אחרי שמעבירים את המתג בניינים תלת-ממדיים למצב מושבת, לוחצים על סמל הסיכה כדי להוסיף סימן מקום במיקום שנבחר.

  5. מציינים פרויקט שיכיל את הסמן ולוחצים על שמירה.

  6. בשדה Title של סמן המקום, מזינים שם לסמן המקום.

  7. לוחצים על החץ לאחור בחלונית הפרויקט ובוחרים בתפריט More Actions (פעולות נוספות).

  8. בתפריט, בוחרים באפשרות ייצוא כקובץ KML.

קובץ KLM מדווח על קווי הרוחב והאורך והגובה של סמנים במיקומים שונים בתג <coordinates>, מופרדים בפסיקים, באופן הבא:

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

אין להשתמש בקווי הרוחב והאורך מהתגים <LookAt>, שמציינים את מיקום המצלמה ולא את המיקום.

מעבר למיקום הפיזי

כדי לחשב את הגובה של מיקום מסוים, צריך להגיע אליו פיזית ולבצע תצפית מקומית.

אחזור של קוואטרניון הרוטציה

הפונקציה GeospatialPose.EunRotation מחלצת את הכיוון מתנוחה גיאוסטורית ומפיקה קוואטרניון שמייצג את מטריצת הסיבוב שממירה וקטור מהיעד למערכת הקואורדינטות מזרח-מעלה-צפון (EUN). X+ מצביע למזרח, Y+ מצביע למעלה, הרחק מהכבידה, ו-Z+ מצביע לצפון.

עוגנים של WGS84

עוגן WGS84 הוא סוג של עוגן שמאפשר להציב תוכן תלת-ממדי בכל קו רוחב, קו אורך וגובה נתונים. הוא מסתמך על תנוחה וכיוון כדי להציב אותו בעולם האמיתי. המיקום מורכב מקווי רוחב, קו אורך וגובה, שמצוינים במערכת הקואורדינטות WGS84. הכיוון מורכב מסיבוב קוואטרניוני.

הגובה מדווח במטרים מעל אליפסואיד העזר WGS84, כך שגובה הקרקע לא אפס. האפליקציה שלכם אחראית לספק את הקואורדינטות האלה לכל עוגן שנוצר.

הצבת עוגן WGS84 בעולם האמיתי

חישוב הגובה של מיקום

יש כמה דרכים לקבוע את הגובה של מיקום מסוים לצורך הצבת עוגנים:

  • אם המיקום של הציון הפיזי קרוב פיזית למשתמש, אפשר להשתמש בגובה שדומה לגובה של המכשיר של המשתמש.
  • אחרי שמקבלים את קו הרוחב ואת קו האורך, משתמשים ב-Elevation API כדי לקבל גובה על סמך המפרט EGM96. צריך להמיר את הגובה של Maps API EGM96 ל-WGS84 כדי להשוות אותו לגובה של GeospatialPose. אפשר להיעזר ב-GeoidEval, שיש לו גם שורת פקודה וגם ממשק HTML. כברירת מחדל, Maps API מדווח על קווי רוחב ואורך בהתאם למפרט WGS84.
  • אפשר לקבל את קו הרוחב, קו האורך והגובה של מיקום מסוים מ-Google Earth. כך תהיה לכם מרווח שגיאה של עד כמה מטרים. משתמשים בקו הרוחב, קו האורך והגובה מהתגים <coordinates>, לא מהתגים <LookAt>, בקובץ ה-KML.
  • אם יש עוגן קיים בקרבת מקום וגם אם אתם לא נמצאים במורד תלול, יכול להיות שתוכלו להשתמש בגובה מ-GeospatialPose של המצלמה בלי להשתמש במקור אחר, כמו Maps API.

יצירת העוגן

אחרי שמקבלים את קווי האורך והרוחב, הגובה והקוואטרניון של הסיבוב, משתמשים ב-ARAnchorManagerExtensions.AddAnchor() כדי לאבטח את התוכן לקואורדינטות גיאוגרפיות שציינתם.

if (earthTrackingState == TrackingState.Tracking)
{
  var anchor =
      AnchorManager.AddAnchor(
          latitude,
          longitude,
          altitude,
          quaternion);
  var anchoredAsset = Instantiate(GeospatialAssetPrefab, anchor.transform);
}

עוגנים של שטח

עוגן שטח הוא סוג של עוגן שמאפשר למקם אובייקטים של AR באמצעות קו הרוחב וקו האורך בלבד, תוך ניצול מידע מ-VPS כדי למצוא את הגובה המדויק מעל הקרקע.

במקום להזין את הגובה הרצוי, צריך לציין את הגובה מעל פני השטח. כשהערך הוא אפס, הציר יהיה בגובה הקרקע.

הגדרת מצב חיפוש המטוס

איתור המטוס הוא אופציונלי ולא נדרש כדי להשתמש בעוגנים. שימו לב: המערכת משתמשת רק בתוכניות אופקיות. מישורים אופקיים יעזרו ליישר באופן דינמי את עוגני השטח על הקרקע.

הערה: עוגנים של פני השטח מושפעים מהאפשרויות Horizontal ו-Horizontal | Vertical

משתמשים בתפריט הנפתח Detection Mode (מצב זיהוי) כדי להגדיר את מצב הזיהוי:

יצירת עוגן של Terrain באמצעות ה-API האסינכרוני החדש

כדי ליצור ולמקם עוגן שטח, קוראים לפונקציה ARAnchorManagerExtensions.resolveAnchorOnTerrainAsync().

ה-anchor לא יהיה מוכן באופן מיידי, וצריך להמתין עד שהוא יתעדכן. לאחר הטיפול, הוא יהיה זמין בResolveAnchorOnTerrainPromise.

public GameObject TerrainAnchorPrefab;

public void Update()
{
    ResolveAnchorOnTerrainPromise terrainPromise =
        AnchorManager.ResolveAnchorOnTerrainAsync(
            latitude, longitude, altitudeAboveTerrain, eunRotation);

    // The anchor will need to be resolved.
    StartCoroutine(CheckTerrainPromise(terrainPromise));
}

private IEnumerator CheckTerrainPromise(ResolveAnchorOnTerrainPromise promise)
{
    yield return promise;

    var result = promise.Result;
    if (result.TerrainAnchorState == TerrainAnchorState.Success &&
        result.Anchor != null)
    {
        // resolving anchor succeeded
        GameObject anchorGO = Instantiate(TerrainAnchorPrefab,
            result.Anchor.gameObject.transform);
        anchorGO.transform.parent = result.Anchor.gameObject.transform;
    }
    else
    {
       // resolving anchor failed
    }

    yield break;
}

בדיקת הסטטוס של ההבטחה

ל-Promise יהיה PromiseState משויך.

מדינה תיאור
Pending הפעולה עדיין בהמתנה.
Done הפעולה הושלמה והתוצאה זמינה.
Cancelled הפעולה בוטלה.

בדיקת מצב העוגן של Terrain בתוצאה של Promise

הערך TerrainAnchorState שייך לפעולה האסינכרונית והוא חלק מהתוצאה הסופית של Promise.

switch (result.TerrainAnchorState)
{
    case TerrainAnchorState.Success:
        // Anchor has successfully resolved
        break;
    case TerrainAnchorState.ErrorUnsupportedLocation:
        // The requested anchor is in a location that isn't supported by the Geospatial API.
        break;
    case TerrainAnchorState.ErrorNotAuthorized:
        // An error occurred while authorizing your app with the ARCore API. See
        // https://developers.google.com/ar/reference/unity-arf/namespace/Google/XR/ARCoreExtensions#terrainanchorstate_errornotauthorized
        // for troubleshooting steps.
        break;
    case TerrainAnchorState.ErrorInternal:
        // The Terrain anchor could not be resolved due to an internal error.
        break;
    default:
        break;
}

עוגנים לגג

מודעות עוגן ב-Hero של Rooftop

מודעות עוגן על גגות הן סוג של עוגן, והן דומות מאוד למודעות עוגן על פני השטח שמפורטות למעלה. ההבדל הוא שתצטרכו לציין את הגובה מעל הגג ולא את הגובה מעל פני השטח.

יצירת ציון 'גג' באמצעות ה-API האסינכרוני החדש

ה-anchor לא יהיה מוכן באופן מיידי, וצריך להמתין עד שהוא יתעדכן.

כדי ליצור ולמקם ציון 'גג', קוראים לפונקציה ARAnchorManagerExtensions.resolveAnchorOnRooftopAsync(). בדומה למיקומי ציון ב-Terrain, תהיה לכם גם גישה ל-PromiseState של ה-Promise. לאחר מכן תוכלו לבדוק את התוצאה של Promise כדי לגשת ל-RooftopAnchorState.

public GameObject RooftopAnchorPrefab;

public void Update()
{
    ResolveAnchorOnRooftopPromise rooftopPromise =
        AnchorManager.ResolveAnchorOnRooftopAsync(
            latitude, longitude, altitudeAboveRooftop, eunRotation);

    // The anchor will need to be resolved.
    StartCoroutine(CheckRooftopPromise(rooftopPromise));
}

private IEnumerator CheckRooftopPromise(ResolveAnchorOnTerrainPromise promise)
{
    yield return promise;

    var result = promise.Result;
    if (result.RooftopAnchorState == RooftopAnchorState.Success &&
        result.Anchor != null)
    {
        // resolving anchor succeeded
        GameObject anchorGO = Instantiate(RooftopAnchorPrefab,
            result.Anchor.gameObject.transform);
        anchorGO.transform.parent = result.Anchor.gameObject.transform;
    }
    else
    {
       // resolving anchor failed
    }

    yield break;
}

בדיקת הסטטוס של ההבטחה

ל-Promise יהיה PromiseState משויך, ראו בטבלה שלמעלה.

בדיקת המצב של עיגון Rooftop בתוצאה של Promise

הערך RooftopAnchorState שייך לפעולה האסינכרונית והוא חלק מהתוצאה הסופית של Promise.

switch (result.RooftopAnchorState)
{
    case TerrainAnchorState.Success:
        // Anchor has successfully resolved
        break;
    case RooftopAnchorState.ErrorUnsupportedLocation:
        // The requested anchor is in a location that isn't supported by the Geospatial API.
        break;
    case RooftopAnchorState.ErrorNotAuthorized:
        // An error occurred while authorizing your app with the ARCore API. See
        // https://developers.google.com/ar/reference/unity-arf/namespace/Google/XR/ARCoreExtensions#terrainanchorstate_errornotauthorized
        // for troubleshooting steps.
        break;
    case RooftopAnchorState.ErrorInternal:
        // The Rooftop anchor could not be resolved due to an internal error.
        break;
    default:
        break;
}

המאמרים הבאים