在之前的课程中，我们对 AR 目前面临的五大挑战进行了梳理。这些技术挑战的解决方案仍在完善中，功能不断强大的 ARCore 让技术难题迎刃而解，同时也为开发者打造体验更好的 AR 应用插上了翅膀。本文将带你起步，开始 AR 应用开发之旅。
ARCore 实际开发前提：扬长避短
优势：海量用户期待优质 AR 体验
全球超过 85% 的移动设备搭载的是 Android 操作系统。在 2018 年初，支持 ARCore 的 Android 智能手机达 1 亿部。截止到 2020 年，已经增加到了 7 亿部。但是因为 ARCore 需要使用强大的算法支持，所以不是所有 Android 平台设备都满足打造 AR 体验的必要规范。不过，正如过去十年我们看到的那样，技术会围绕着贴合用户需求的系统和功能迅速发展。越来越多的手机搭载了强大的处理器和创新的处理单元（简称 VPU），这些创新型移动处理单元将让 ARCore 功能变得更加强大。
2017 年 Android 在全球至少有 20 亿的装机量，是全球使用最广泛的智能操作系统，也就是说 ARCore 的应用拥有了庞大的潜在用户，他们在期待着获得更沉浸式的 AR 体验，开发者们快行动起来吧。
目前， ARCore 在中国地区支持的设备列表如下：
数据来源：谷歌开发者官网（最新）
局限：弱光环境和光滑平面识别困难
对于智能手机来说，AR 仍然是一项新兴的技术。ARCore 平台的功能十分丰富，但它目前仍存在一些局限。比较主要的局限现存于弱光环境和光滑平面下的识别。
就像眼睛一样，AR 需要光才能识别现实环境中的物体。为了找到特征点和平面，手机摄像头和其他传感器需要实时、流畅地探寻空间中所有的事物。这意味着，在昏暗的环境中，大多数增强现实设备难以正确理解所处的环境，因此无法准确地渲染体验。弱光环境是现有每个 AR 跟踪系统都面临的挑战。解决这个难题的关键在于看见和理解真实环境并确定自身朝向。要做到这一点，真实环境需要有良好的照明条件和可见度。
AR 会不断尝试寻找鲜明的特征点来观察、跟踪并记忆，从而在 AR 体验中确定设备和数字对象的朝向。这意味着 AR 跟踪系统在处理某些平面时会更加吃力。比如，在处理白色木质咖啡桌时，平面特征点很难抓取。相比较而言，放有咖啡杯、纹理粗糙的木桌更容易被 AR 识别。咖啡杯与粗糙的纹理所形成的高对比度可以方便系统创建特征点，可见鲜明的纹理结构至关重要。
简单来说，物体表面和周围空间的差异化特征越明显，AR 应用的效果就会越好。如下图中花园里的桌子， ARCore 很容易就识别到了桌面，然后让安卓小人出现在了桌子上。
然而， 摄像头技术的升级和计算机算法领域的不断进步， 让过去许多无法辨认的场景也在不断改善。
AR 应用开发需要哪些准备工作？
第一步：站在用户的角度思考问题
在思考 AR 应用要面对的用户时，不妨从“场景”这个角度切入。简单来说，就是开发者要写出用户可以看到的东西，运用第一人称，站在第一视角。这么做可以提前、直观且高效地把握用户体验。在这里，我们要介绍几个概念，帮助你更好把握用户心智。
- 输入选项（Input Option）输入选项指的是在任一个场景中用于互动的选项。作为开发者，需要充分了解输入选项的特点以及使用场合。
- 用户操作（User Action）顾名思义，它指的是用户需要做些什么，进行哪些操作才能在一个场景内移动，或者在不同的场景间转换。虽然这个问题至关重要，但是没有一个统一的答案。归根结底需要开发者根据应用的场景打造最佳的个性化体验。
- 图标含义（Icon Key）这是最重要的一点。开发者需要写出图标的图例信息，解释所有图标的含义，给用户明确的解释。整个 AR 系统，从初始场景的呈现到可用的输入选项，再到音频提示，开发者需要提前帮用户进行规划，才能打造沉浸式 AR 体验。
第二步：克服技术局限
正如前文提到的那样，AR 技术目前仍存在诸多局限。例如，开发者无法在 AR 体验中加入很多逼真的资源和元素。因为大多数 3D “角色”都会引发所谓的 “恐怖谷（Uncanny Valley）” 效应。如果你对这个术语没有概念，看看下面两个例子。
左图中，开发者在现实环境中放置了一个一比一还原的“虚拟人物”。想一想，如果你利用移动设备体验 AR 时，突然有一个“真”人出现在你面前，但是看起来行动僵硬，你可能会觉得怪怪的。这种虚拟对象给用户的体验感并不好。相比较而言，选择卡通化的设计和光照会让用户感觉沉浸感更强。如同右图这个可爱的卡通狮子，它并不会让用户瞬间出戏，反而会觉得生动有趣。
由此可见，试图模仿真实物体效果往往会适得其反。所以开发者想要避开这个“坑”，就需要考虑如何在用户体验中增加并运用艺术设计，打造出理想效果。
第三步：提醒用户：不可“越界”
在玩游戏时，爱探索的玩家会试图跑出某个关卡的边界，或者直接跳转到最后一个关卡一试身手。用户对于新鲜的事物总是跃跃欲试，对于 AR 也不例外。比如，有不少用户会想走进虚拟对象或者与之互动，这种做法是不符合逻辑的，就如同下面这个例子：
例如你的 AR 场景是想要在真实世界中加上一盏“以假乱真”的灯，我们就需要考虑，如果这盏灯真实存在于现实生活中，图里这种操作还能实现么？答案是否定的。因为手机会和真实灯盏“亲密接触”，不可能出现图中的“破壁”效果。我们无法直接透过手机看到里面的结构。但是，虚拟的 AR 对象无法阻止用户进行图中的操作。这就需要开发者对用户进行引导和提醒。
第四步：打造 3D 数字对象，请备齐工具
部分 AR 资源是 2D 的展现形式，但沉浸式 AR 体验往往搭配的是 3D 数字对象，这样才能给用户更真实的体验。出色的 3D 建模工具如 Maya、ZBrush、3DS MAX 等是面向专业人员的，所以对于新用户来说，在最开始上手时有畏难情绪是很正常的。每种工具都有专门的课程，年轻的开发者只有不断学习、积累经验才能掌握这些工具的各种特性和功能。
在 ARCore 的入门阶段建议先使用 Google Poly 这个资源库。它汇集了各种 3D 资源和设计，几乎涵盖了全球用户构建的模型。通过 Poly，开发者可以从现有的庞大的资源库中挑选所需资源，下载后即可在自己的 ARCore 体验中应用。以此为基础，便可以快速打造自己首个 ARCore 体验。
比如，你只需要在 Poly 中搜索“汉堡”，选择并下载这个资源，就可以为自己的 ARCore 应用获得一个现成的汉堡，是不是非常方便。
第五步：模拟用户体验，提前起草设计
在用户流这部分中，我们与大家讨论过提前起草设计的重要性。一定要预先勾勒出想要为用户打造的体验，尽量避免可能出现的问题。想要做到这一点，分镜脚本、草图和文本大纲都是不错的展现形式。
具体哪种方式取决于团队的选择，以及想要打造哪一类 AR 应用。一般而言，建议编写一份带有注释的设计文档，方便团队成员及用户快速理解你的想法。
概念解析：设计文档（Design Document）在这里指的是想要构建的应用或体验的完整大纲。它应涵盖一份调查清单，详细说明了开发者期待用户发出的所有互动。同时，能够将应用体验具象化，呈现展示界面，阐释在现实空间中放置虚拟对象的方法。
参考示例
在编写这份文档时，开发者应采纳声音设计师、3D 模型专家和团队内其他专业人员的意见。确保文档中包含所有计划使用的元素和 3D 资源。在用户开启体验到停止使用的这段时间内，所有的互动都应有详细的规划。即使团队中只有一位成员，也能从这个具有“前瞻性”的神操作中获益。
第六步：组建团队，实现愿景
千军万马总好过单打独斗。在开始界定 ARCore 的体验并进行规划时，总会需要高手帮助你实现愿景。在预算允许的情况下，聘请专业人员会更加省时省力。这里给你一些参考。
- 软件开发者熟练运用计算机知识、有编程经验的软件开发者，可以帮助你细化一些宽泛的概念并实现具体的构思。不过，顶尖的计算机专家往往收费比较高，所以还要按照预算合理选择。
- 3D 设计师如果在 Poly 中不能找到所需的资源，也没有能力从头开始设计模型，专业的 3D 设计师是团队必要的人才储备。这样，不仅可以为自己的内容搭建独有的资源，而且能够在打造 AR 体验中不断进行调整。
- 纹理设计师独特的纹理如同 3D 模型的皮肤，而纹理设计师可以为 3D 设计师的成果添砖加瓦。
如果你对 AR 领域有兴趣，想要乘上未来科技的新浪潮、打造属于自己的 AR 应用，相信读完这篇文章你能获得一些思路和想法。如果你对文中提到的工具仍然存在疑惑，请期待下一讲内容。我们将手把手教你如何利用 ARCore 来优化 AR 体验。
转载自：谷歌开发者原创文章
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