集成步驟

由于這些步驟相對來說比較基礎(chǔ)，我就直接羅列出來。

• 1、開發(fā)者官網(wǎng)https://developer.vuforia.com；

• 2、下載ios-sdk和ios-sample，并按照官方文檔要求將ios-sample放入到ios-sdk的sample文件夾下

• 3、在vuforia的開發(fā)者官網(wǎng)上的License Manager和Target Manager，添加License-key和database

  
  
  License-Key

• 4、將上一步添加的License-key，放在ios-sample中的代碼文件SampleApplicationSession.mm中的方法Vuforia::setInitParameters(mVuforiaInitFlags,"");中。具體步驟見官網(wǎng)。

   Vuforia::setInitParameters(mVuforiaInitFlags,"AT16FIX/////AAAAGVieZ/kg1UkghTnYAz5zXWs8+y5JjeF/NJRcjgVDoCSvsrSt+lWzFMcIVBbQ2YSFRF+6J0GceHoaz8NctXib3cndJEacXmR+1FyO5FhalO7sC4hE9d1/x72qTNDhkPs4rF04JulMYT876Grsnmg9C61oyaDVwBfSpzNZ7gx3NADkkV5q4NQs4ghZwVCdMhj6LVt1YTJcwiuULtDTEgpFZZeW/nC8yiC53hpUFOVxhH++ILx1T65jpY8yDn6ct++3mgVeVotg/5tWXYb5FYqBtJiwU/LJJxhJYqUWyy4pd9dHUJBQojuAE8FoW1DmjokrpDWgjOMMp3am4GjNT04hCg+o0Z3SByYx6VIqfSR9fsXw");
  

• 5、將第3步中Target Manager創(chuàng)建的database，傳入相關(guān)的圖片文件。也可以不傳，這步可選；怎樣使用設(shè)備數(shù)據(jù)。我們在官方Developer創(chuàng)建，下載對應(yīng)的Database，在添加圖片時，對應(yīng)的星星數(shù)越高表明識別度越高
  

  Target-Manager
  
  解壓并將其引入到工程中：
  
  引入工程
  
  這一步可以不做，因為這只是在給后面打基礎(chǔ)而已，如果只是運行demo的話是不需要做這一步的。如果做了這一步，在掃描你對應(yīng)的圖片的時候是沒有任何效果的，具體的操作后面。

• 6、編譯運行，由于需要使用到傳感器，所以必須使用真機來運行。關(guān)于真機運行的相關(guān)事項查看apple developer

源碼閱讀順序

源碼說明：
Voforia SDK版本：vuforia-sdk-ios-6-5-19
iOS Samples版本：vuforia-samples-core-ios-6-5-20

如果不想看源碼相關(guān)可直接跳過這部分，直接跟著“收尾”做自定義的tracker和模型（替換Teapot茶壺模型為自己的）

為何要閱讀源碼？因為在Voforia的官方文檔中我沒有找到我自己想要的信息。所以我們需要通過閱讀源碼，來找到怎樣才能去修改貼在目標圖像中虛擬模型。以sample中ImageTargetsViewController為例來解讀！
首先查看ImageTargetsViewController.h文件，我們先不看成員變量。先來看屬性

從上表中出現(xiàn)的屬性，我們先來分析一下屬性eaglView和vapp。

SampleApplicationSession類

在ImageTargetsViewController控制器類中，和下面會講到的ImageTargetsEAGLView都有SampleApplicationSession類型的屬性，所以我們有必要先來看看該類。同樣的先看頭文件，因為頭文件能夠讓我們對于該類有大體的認識，而不拘于類具體的實現(xiàn)細節(jié)。
??粗略來看，提供了一個初始化方法；一個初始化AR的方法；四個對AR的操作方法（它們不是我們需要的重點，等到需要的時候再來仔細閱讀）；以及一個對Camera的方法：

- (id)initWithDelegate:(id<SampleApplicationControl>) delegate;
- (void) initAR:(int) VuforiaInitFlags orientation:(UIInterfaceOrientation) ARViewOrientation;
- (bool) startAR:(Vuforia::CameraDevice::CAMERA_DIRECTION) camera error:(NSError **)error;
- (bool) pauseAR:(NSError **)error;
- (bool) resumeAR:(NSError **)error;
- (bool) stopAR:(NSError **)error;
- (bool) stopCamera:(NSError **)error;

上述的initAR方法是通過異步實現(xiàn)的，當其AR初始化完成之后會調(diào)用方法下面會提到的代理方法onInitARDone。順藤摸瓜，我們來看看該代理，那么該代理所需要處理的事務(wù)有哪些呢？這里先將SampleApplicationControl的所有方法先列出來：

@required
- (void) onInitARDone:(NSError *)error;
- (bool) doInitTrackers;
- (bool) doLoadTrackersData;
- (bool) doStartTrackers;
- (bool) doStopTrackers;
- (bool) doUnloadTrackersData;
- (bool) doDeinitTrackers;
- (void)configureVideoBackgroundWithViewWidth:(float)viewWidth andHeight:(float)viewHeight;

@optional
- (void) onVuforiaUpdate: (Vuforia::State *) state;

該代理方法中大多是涉及到的是tracker。通過從初始化方法開始查看方法調(diào)用，得出了一個程序執(zhí)行流程圖，

圖-1

SampleAppRenderer類

這個類主要是做渲染相關(guān)的工作，其源碼大多數(shù)為OpenGL。所以對于該類我只做具體的作用分析，而不去解釋具體的源代碼（因為我也不懂），如有需要的話，自行深究吧，哈哈哈??。這里先將各個方法的作用羅列出來：

下面具體分析：老規(guī)矩，同樣先看頭文件，我們根據(jù)頭文件暴露出來的方法一層一層往里剝。該類存在一個協(xié)議SampleAppRendererControl，和一個初始化方法initWithSampleAppRendererControl。使用這個方法需要傳入一個遵守SampleAppRendererControl協(xié)議的類實例，第二個參數(shù)來決定VR/AR的模式，以及三個用于決定投影矩陣的參數(shù)。除了在初始化方法設(shè)置投影矩陣的參數(shù)，該類提供了一個public方法setNearPlane:farPlane:。進入到.mm文件中查看該初始化方法可以看出，只是對類內(nèi)部私有屬性進行相關(guān)的賦值操作以及對硬件設(shè)備進行相關(guān)的設(shè)置吧。
??現(xiàn)在來看看方法initRendering，這個方法里面主要是做了一些OpenGLES的東西，我們只需要知道里面做了一些和具體業(yè)務(wù)邏輯無關(guān)的東西就行了。
??接下來看renderFrameVuforia的作用是什么？源代碼中說的很清楚：使用OpenGL繪制當前幀，當需要將當前幀渲染到屏幕上時，Vuforia會定期的在后臺線程調(diào)用該方法。同樣和業(yè)務(wù)邏輯無關(guān)，源碼不細看。同樣方法renderVideoBackground也是使用OpenGL來做，我們只需要從該方法的名字得知其用途（后臺渲染視頻）即可。
??configureVideoBackgroundWithViewWidth:andHeight:方法從名字就可以知道其作用。updateRenderingPrimitives方法的作用是：當屏幕尺寸發(fā)生改變或者是設(shè)備朝向改變之后，調(diào)用該方法來更新渲染原始數(shù)據(jù)。
??最后需要介紹一下該類很重要的的一個協(xié)議方法：renderFrameWithState，該方法被用于獲取渲染相關(guān)的數(shù)據(jù)。通過對.mm文件可知，每渲染一次都會調(diào)用該方法一次。

ImageTargetsEAGLView類

該類的頭文件所暴露出來的初始化方法- (id)initWithFrame:(CGRect)frame appSession:(SampleApplicationSession *) app，我們以該方法入手來分析。第一個參數(shù)為當前視圖的大小設(shè)置，第二個參數(shù)為前面我們講到過的一個類實例。頭文件中余下的方法還有：

- (void)finishOpenGLESCommands;
- (void)freeOpenGLESResources;

- (void) setOffTargetTrackingMode:(BOOL) enabled;
- (void) configureVideoBackgroundWithViewWidth:(float)viewWidth andHeight:(float)viewHeight;
- (void) updateRenderingPrimitives;

方法finishOpenGLESCommands , freeOpenGLESResources分別對應(yīng)著結(jié)束OpenGL和釋放OpenGL的資源。configureVideoBackgroundWithViewWidth:andHeight: , updateRenderingPrimitives和類SampleAppRenderer公開的方法名一樣，這里我猜測它們作用是一樣的。setOffTargetTrackingMode:方法作用目前還不是很清晰，需要去.mm文件中詳查。
??現(xiàn)在進入實現(xiàn)文件中，源碼中提到了關(guān)于OpenGL線程安全的問題。iOS上的OpenGL ES是線程不安全的，在程序中Vuforia使用下面的方法來保證線程（OpenGL 上下文）安全：

• a、在主線程中創(chuàng)建OpenGL ES上下文。
• b、Vuforia相機開始時，將其位于我們自己EAGLView視圖上，并開啟renderer線程。
• c、Vuforia會在renderer線程上，定期調(diào)用我們的renderFrameVuforia（SampleAppRenderer類提到）方法。當?shù)谝淮握{(diào)用該方法的時候，defaultFramebuffer并不存在，調(diào)用createFramebuffer方法來創(chuàng)建它。createFramebuffer由主線程調(diào)用，而與此同時renderer線程會被阻塞。因此確保OpenGL ES上下文不會被并行使用

在initWithFrame:appSession:的實現(xiàn)方法中會進行session，OpenGL的context和Renderer的賦值，初始化和綁定工作。而方法configureVideoBackgroundWithViewWidth:andHeight: , updateRenderingPrimitives在其實現(xiàn)方法中的確只是簡單的調(diào)用了一下SampleAppRenderer 類的實例方法。
??現(xiàn)在主要來看看方法setOffTargetTrackingMode :，它的實現(xiàn)很簡單只是對其私有成員變量NO。但是卻在協(xié)議方法renderFrameWithState中大量的使用。該方法大部分是OpenGL相關(guān)的工作，我沒有深究下去，只整理出來一個工作流程圖：

圖-2

ImageTargetsViewController類

現(xiàn)在將目光回到ImageTargetsViewController類上面來。由于是一個控制器類，所以我直接從.mm文件中著手。根據(jù)ViewController的加載順序來看具體的邏輯，首先查找loadView方法，如果沒有則查找viewDidLoad。源碼中，loadView方法主要創(chuàng)建了vapp，eaglView以及對vapp初始化了AR相關(guān)的事務(wù)（其他視圖和手勢等先忽略，只關(guān)心屬性vapp,eaglView相關(guān)的邏輯），將ViewController的View設(shè)置為eaglView。
??在loadView中將vapp的代理設(shè)置為控制器自身，此時通過上面介紹__ SampleApplicationSession__時對應(yīng)的程序執(zhí)行流程，將目光放在對應(yīng)的部分協(xié)議方法上面。

@protocol SampleApplicationControl
- (void) onInitARDone:(NSError *)error;
- (bool) doInitTrackers;
- (bool) doLoadTrackersData;
- (bool) doStartTrackers;
@end

從圖-1可以看出是由doInitTrackers的返回值來判斷是否需要去加載tracker數(shù)據(jù)(doLoadTrachersData)，最后在onInitARDone方法流程結(jié)束。通過這個就確定了我們的源碼查看順序：

/// doInitTrackers --> doLoadTrackersData --> onInitARDone

那么在ImageTargetsViewController類中，其流程圖如下：

圖-3

自此我們的源碼閱讀就告一段落，最后我們將要去實現(xiàn)開始提到的目的！

收尾

讀到這里，自定義的數(shù)據(jù)集的切入點在方法doLoadTrackersData方法中，并且要doInitTrackers方法返回YES。如果沒有執(zhí)行“安裝步驟”中的第5步的話，現(xiàn)在可以去做了！做完之后添加如下代碼到工程中：

///ImageTargetsViewController.mm -> doLoadTrackersData
dataSetCustom = [self loadObjectTrackerDataSet:@"WillDB_Device.xml"];/// 這個dataset為你自己的名字
if (dataSetCustom == NULL) {
    return NO;
}
if (! [self activateDataSet:dataSetCustom]) {
    return NO;
}

運行程序，掃描對應(yīng)的圖片發(fā)現(xiàn)是能夠成功掃描對應(yīng)的圖片的。但是系統(tǒng)的圖片能出來一個“茶壺”，而我們自己的圖片上面什么也沒有呢？
在這里我不想又去使用這個煩人的“茶壺”O(jiān)penGL模型了，我選擇的是一個皮卡丘的原型（在文末我會將改造過的demo傳到Github可以去那里下載這個原型）。

模型obj到opengl數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

就目前我知道的來說，在Xcode中無法使用.obj的模型數(shù)據(jù)的。我在網(wǎng)上找到了一個工具obj2opengl，具體的使用方法見這里，我還是大體來說一下使用步驟：
將下載好的文件放到特定的文件夾中，然后把對應(yīng)的obj文件和它放在一起，使用終端進入obj2opengl.pl文件所在文件夾之后，輸入如下命令：

./obj2opengl.pl yourobjfilename

成功后，它會生成一個頭文件，這就是通過obj文件生成的紋理坐標代碼，在該頭文件中有3個數(shù)組，這三個數(shù)組分別對應(yīng)著xxxVerts [], xxxNormals [], xxxTexCoords []，和一個xxxxNumVerts（xxx為你的obj文件名字），具體使用說明。

模型替換

通過前面的源碼閱讀，我們知道ImageTargetsViewController類是用來加載tracker數(shù)據(jù)的，SampleAppRenderer類是做渲染相關(guān)的數(shù)據(jù)，SampleApplicationSession類是使用tracker數(shù)據(jù)并控制AR，最后只剩下一個ImageTargetsEAGLView類。在該類中會做如下操作：

• 1、在textureFilenames數(shù)組中，添加一個新的紋理。這個自己選擇一個紋理圖片，我是隨便選的，所以看起來會很丑。

• 2、在ImageTargetsEAGLView類的頭文件中添加一個私有成員變量pikachuModel。用它來代替例子中的buildingModel。并在SampleApplication3DModel.h文件中添加方法pikachu_ReWrite，并在SampleApplication3DModel.m文件中添加如下代碼：

  - (void)pikachu_ReWrite{
  #if kUse3DModel == 1
    _numVertices = XY_PikachuMNumVerts;
    _vertices = XY_PikachuMVerts;
    _normals = XY_PikachuMNormals;
    _texCoords = XY_PikachuMTexCoords;
  #endif
  }
  

• 3、在ImageTargetsEAGLView.mm的方法loadBuildingsModel中添加如下代碼：

  pikachuModel = [[SampleApplication3DModel alloc] init];
  [pikachuModel pikachu_ReWrite];
  

• 4、將ImageTargetsEAGLView.mm文件中所有的buildingModel替換為pikachuModel，最后調(diào)節(jié)一下變量kObjectScaleOffTargetTracking的值，這個值調(diào)節(jié)由自己決定。

上述的修改靈感大多是來自頭文件Teapot.h，但是我們使用obj2opengl時生成的文件中并沒有Teapot.h中teapotIndices對應(yīng)的數(shù)組。相反多了一個無符號的整形變量xxxNumVerts，所以除了上訴的方法以外還有另外一種方法，具體的代碼修改如下：

/// ImageTargetsEAGLView.mm -> renderFrameWithState方法中
glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, XY_PikachuMVerts);
glNormalPointer(GL_FLOAT, 0, XY_PikachuMNormals);
glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 0, XY_PikachuMTexCoords);

glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, XY_PikachuMNumVerts);

在使用這個方法時其（用obj2opengl生成的頭文件的數(shù)組中的）數(shù)值比例是需要修改的，而且還需要對模型進行翻轉(zhuǎn)。這個方法具體見How do I replace the Teapot和Replace the teapot model。
在修改源碼時主要就是在修改方法renderFrameWithState，它在介紹ImageTargetsEAGLView類時在文件的最開頭就有提到，它是在每捕捉到一次tracker之后就會運行一次。
到這里一個很基本的Vuforia集成，源碼的解讀以及自定義tracker和模型就算完成了，最后附上Demo地址。

相關(guān)鏈接

• obj2opengl
• obj2opengl Github
• OpenGL Transformation
• How do I replace the Teapot