写点什么

AR+ 实时音视频通话,虚拟与现实无缝结合

  • 2019-10-09
  • 本文字数:4244 字

    阅读完需:约 14 分钟

AR+ 实时音视频通话,虚拟与现实无缝结合

今年中旬 Google 在万众期待下推出了 ARCore,能将现实与数码完美无缝地融合在一起,丰富我们的现实世界。通过它开发者可以更加快速方便地在 Android 平台开发 AR 应用,凭借 AR 技术大量产品能找到新颖的应用场景,甚至开辟出新的一条产品线。


目前市场上已经有不少基于 AR 技术的产品,例如宜家家居的 IKEA Place 应用提供了新型的在线选购家俬方式,用户只需要将手机摄像头摆向想要放置家具的角落,接着选取你想要的家具,通过简单的拖拉以及旋转即可完成布局,查看这件家具是否符合你的心意。


下图为使用 IKEA Place 的示意图,看起来这张椅子还挺适合的 :)



那么假如 AR 与其他技术进行结合,是否会有更激动人心的应用场景呢?


七牛实时音视频云 (以下简称七牛 RTN)基于已被广泛标准化的 WebRTC 技术栈,有全平台的兼容性,支持各大浏览器如 Chrome、Safari、Firefox 以及各端 Android、iOS、Windows 等。强大的七牛实时音视频流媒体网络在全球有 180 多个数据中心,具有强大的链路加速功能,丰富的节点保证了无论客户分布在全球的什么地区都可以获得加速。平均 200ms 的超低延时,为诸多对实时性有苛刻要求的客户场景提供最根本支持,如一对一语聊、聊天室、视频会议、在线教育等对交互性有强需求的场景均十分适合使用七牛 RTN。


在本篇中,我们会结合 Google 官方的示例 helloarjava将 AR 技术融入到实时音视频通话,其中会应用到 1.1.0+ 版本七牛 RTN SDK 的新功能 「外部音视频数据导入」。


以下为效果动图:


集成七牛 RTN SDK 到 AR Demo

在真正开始编码前,我们需要先将相应的项目和环境搭建完成

下载 七牛 RTN SDK 到当前目录 QNRTC-Android

git clone git@github.com:pili-engineering/QNRTC-Android.git
复制代码

下载 ARCore 到当前目录 arcore-android-sdk

git clone git@github.com:google-ar/arcore-android-sdk.git
复制代码

拷贝相应七牛 RTN SDK 文件到 helloarjava 工程中

1.将文件 QNRTC-Android/releases/qndroid-rtc-1.2.0.jar 拷贝到 arcore-android-sdk/samples/hello_ar_java/app/libs/ 中(libs 目录需要自行创建)


2.将 QNRTC-Android/releases/ 下的 armeabi、armeabi-v7a、arm64-v8a、x86 等 4 个文件夹拷贝到 arcore-android-sdk/samples/hello_ar_java/app/src/main/jniLibs 文件夹中(jniLibs 目录需要自行创建)


3.使用 AndroidStudio 打开 arcore-android-sdk/samples/hello_ar_java 工程,修改其中几项配置:


  • 为了让工程引用上面两步中添加的库,打开 app/build.gradle 文件,在 中增加行


implementation fileTree(include: ['*.jar'], dir: 'libs')
复制代码


  • 为了能进行实时通话,需要设置程序使用网络的权限,打开 AndroidManifest.xml 文件,在 manifest 标签中增加以下使用权限声明:


(1)<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>
(2)<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE"/>
复制代码

核心类介绍

在实际编码与代码分析前,我们先简单概述介绍其中会涉及到的核心类


QNRTCManager:七牛 RTN SDK 核心类,提供低延时实时音视频通话能力


Session:ARCore 核心类,管理 AR 系统状态包括摄像头 Camera 采集、点网监测、平面检测等能力


GLSurfaceView & Renderer:Android 系统提供的视图类与渲染类,分别提供负责画面显示与渲染


BackgroundRenderer & ObjectRenderer & PlaneRenderer & PointCloudRenderer: Demo 中提供的渲染类,分别负责以下部分的渲染:


  • 背景图渲染(摄像头预览原始图)

  • 物体及其阴影渲染(Android 模型及其阴影)

  • 平面渲染(AR 系统检测到的平面)

  • 点云渲染(AR 系统检测到的点云)

建立基本的实时音视频通话环境

首先需要实现实时音视频的房间事件监听器 QNRoomEventListener,其需要实现的方法很多,以下只展现这次简单示例需要用到的方法,完整的接口说明在这里


public class HelloArActivity extends AppCompatActivity implements GLSurfaceView.Renderer, QNRoomEventListener {    private boolean mPublished = false; // 标识本地是否发布成功
...
@Override public void onJoinedRoom() { mRTCManager.publish(); // 加入房间成功后,尝试发布 }
@Override public void onLocalPublished() { mPublished = true; // 发布成功后,标识为 true }
...}
复制代码


在 onCreate 方法尾部初始化实时音视频通话环境并加入指定房间,其中关于 Room Token 获取的方式可以参考这里


protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {    ...    QNRTCSetting setting = new QNRTCSetting();    setting.setExternalVideoInputEnabled(true); // 开启外部视频导入功能
mRTCManager.setRoomEventListener(this); // 设置房间事件监听器 mRTCManager.initialize(this, setting); // 七牛 RTN SDK 初始化
mRTCManager.joinRoom(###Your Room Token###); // 通过 Room Token 加入指定房间}
复制代码

建立基本的 AR 环境

利用 GLSurfaceView & Renderer 为绘制 AR 画面做好准备

在 Activity 类声明中实现 GLSurfaceView.Renderer 接口,在本 Demo 中如下,随即需要我们实现 3 个相应的方法,意义分别在注释中被描述:


public class HelloArActivity extends AppCompatActivity implements GLSurfaceView.Renderer, QNRoomEventListener {    /**     * 显示 Surface 创建完成时回调    **/    public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {    }
...
/** * 显示 Surface 尺寸大小改变时回调 **/ public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) { }
...
/** * 显示 Surface 创建完成时回调 **/ public void onDrawFrame(GL10 gl) { }}
复制代码


在实现了 Renderer 渲染类后,我们需要提供用作显示的 Surface,以便让 Renderer 在其上进行渲染显示,GLSurfaceView 就有这种能力。


以下示例代码,从布局 xml 文件中解析出 GLSurfaceView 并设置 Renderer


surfaceView = findViewById(R.id.surfaceview); // 从布局 xml 中解析 GLSurfaceView...surfaceView.setRenderer(this); // 设置 Renderer
复制代码

创建 Session

Session 是 AR 系统的主入口类,在任何 AR 操作前必须先初始化并启动


protected void onResume() {    session = new Session(/* context= */ this); // AR 系统初始化    ...    session.resume(); // 开始 AR 会话,尝试开启摄像头,如摄像头被占用,会抛出 CameraNotAvailableException 异常}
复制代码

使用 OpenGL Shader 在显示 Surface 上绘制 AR 增强画面

在 AR 会话开始后,摄像头的每一帧数据都能提供以下信息


  • 原始摄像头预览数据

  • 检测到的平面数组

  • 检测到的点云数组

  • 平面触摸事件


我们可以在 onDrawFrame 方法中利用以上的事件进行相应的处理,例如遇到平面触摸事件,则在相应的位置放上一个 Android 模型,并且同时绘制出检测到的平面以及点云。


// 绘制背景private final BackgroundRenderer backgroundRenderer = new BackgroundRenderer();// 绘制物体private final ObjectRenderer virtualObject = new ObjectRenderer();// 绘制物体阴影private final ObjectRenderer virtualObjectShadow = new ObjectRenderer();// 绘制平面private final PlaneRenderer planeRenderer = new PlaneRenderer();// 绘制云点private final PointCloudRenderer pointCloudRenderer = new PointCloudRenderer();
public void onDrawFrame(GL10 gl) { frame = session.update(); // 获取摄像头原始数据帧(阻塞方法)
// Handle one tap per frame. handleTap(frame, camera); // 检测是否有平面点击事件,如有则在相应位置放置 Android 模型
... // Draw background. backgroundRenderer.draw(frame); // 将摄像头预览数据作为背景图绘制
... // Visualize tracked points. PointCloud pointCloud = frame.acquirePointCloud(); pointCloudRenderer.update(pointCloud); pointCloudRenderer.draw(viewmtx, projmtx); // 绘制点云
... // Visualize planes. planeRenderer.drawPlanes(session.getAllTrackables(Plane.class), camera.getDisplayOrientedPose(), projmtx); // 绘制平面
... // Update and draw the model and its shadow. virtualObject.updateModelMatrix(anchorMatrix, scaleFactor); virtualObjectShadow.updateModelMatrix(anchorMatrix, scaleFactor); virtualObject.draw(viewmtx, projmtx, colorCorrectionRgba, coloredAnchor.color); // 绘制 Android 模型 virtualObjectShadow.draw(viewmtx, projmtx, colorCorrectionRgba, coloredAnchor.color); // 绘制 Android 模型的阴影}
复制代码

将 AR 增强画面发布到实时音视频云

在分别实现了基本的实时音视频通话和 AR 增强画面后,现在只需要将它们进行最后的结合。


因为 Session 启动后会占用设备摄像头,因此七牛 RTN SDK 无法进行采集,这时候我们需要使用最新版本提供的功能「外部音视频数据导入」。


在发布流前,我们需要获取到 AR 增强画面的 NV21 格式数据,因为当前七牛 RTN Android SDK 的「外部视频数据导入」功能只支持 NV21 格式的数据。


以下示例代码在 onDrawFrame 方法中的尾部添加,将 GLSurfaceView 的 Surface 内容数据读取出来,进行必要的格式转换,接着发布出去:


public void onDrawFrame(GL10 gl) {    ...
if (mPublished) { // 只在七牛 RTN 发布流成功后才导入 AR 数据 // 将 AR 增强画面 的数据从 GPU 中读取出来 GLES20.glReadPixels(0, 0, mSurfaceWidth, mSurfaceHeight, GLES20.GL_RGBA, GLES20.GL_UNSIGNED_BYTE, mBufferRGBA);
// RGBA 转为 NV21(篇幅原因,不在此展开算法) mBufferNV21 = RGBAToNV21(mBufferRGBA, mSurfaceWidth, mSurfaceHeight);
// 通过 "外部视频数据导入" 功能将 NV21 数据形式的 AR 增强画面 发布出去 mRTCManager.inputVideoFrame(mBufferNV21, mSurfaceWidth, mSurfaceHeight, 0, frame.getTimestamp()); }}
复制代码

总结:

使用 1.1.0+ 版本七牛 RTN SDK 提供的 “外部音视频数据导入” 功能,可以轻松地把 AR 和直播场景结合起来。以上程序基于七牛 RTN SDK 以及相应的 RTN 网络运行,最大可以支持 20 人同时视频连麦。可以预见,AR 技术会为实时音视频通话带来全新的体验。


本文转载自公众号七牛云(ID:qiniutek)。


原文链接:


https://mp.weixin.qq.com/s/OUg5SvOo0FP8yczCe9gZjw


2019-10-09 14:441334

评论

发布
暂无评论
发现更多内容

JVM-技术专题-MAT解析OOM问题

码界西柚

JVM

升级版数字人民币试点在深启动 这次有啥不一样?

CECBC

数字人民币

真假敏捷教练

escray

面试 面经 4月日更

Java流(Stream)操作实例-筛选、映射、查找匹配

Java小咖秀

Java stream java8 日常开发

Spark的动态资源分配

小舰

Spark调优 4月日更

Python模拟MOBA手游(三)

Bob

Python Python 游戏编程 4月日更

余额宝|三年开发|一二三四+HR面面经,已拿offer|

Java架构师迁哥

《分布式系统设计》(2) 关键概念和基本问题

陈皓07

区块链商品防伪溯源平台搭建,实现数据信息安全共享

13828808769

区块链 商品溯源 #区块链#

区块链电子证照平台搭建,助推政务数字化发展

13828808769

电子存证 区块链+ #区块链#

无脑用 react 的 useCallback

sadhu

React Hooks 无脑 useCallback

智慧公安情指勤系统搭建,指挥调度平台解决方

13828808769

智慧公安

读scss/sass实例项目带你入门

devpoint

SASS scss css预处理器

神秘又强大的@SpringBootApplication注解

vivo互联网技术

Java 后端 springboot 注解分析

三分钟热度的你,不会得到你想要的结果

小天同学

坚持 日常感悟 4月日更 专心 个人思考

什么是跨职能合作的关键?

王辉

团队管理 技术管理 沟通

计算机原理学习笔记 Day4

穿过生命散发芬芳

计算机原理 4月日更

「MySQL」深入理解事务的来龙去脉

学Java关注我

Java 编程 架构 程序人生 软件架构

升级JDK到1.8笔记

风翱

jdk8 4月日更

完美的,从不空口说白话,140个案例带你深入理解微服务

Java架构师迁哥

Spring 类型转换

邱学喆

Converter spring类型转换 GenericConversionService GenericConverter ResolvableType

Python OpenCV 图像处理之图像直方图,取经之旅第 25 天

梦想橡皮擦

Python OpenCV 4月日更

Rust从0到1-枚举-定义

rust 枚举 Option

《分布式系统设计》(1) 从程序思维到系统思维

陈皓07

InheritableThreadLocal源码解析,子线程如何获取父线程的本地变量?

徐同学呀

ThreadLocal Java源码

树莓派安装pytorch

IT蜗壳-Tango

4月日更

Java编辑器

ベ布小禅

4月日更

Linux 下的Zabbix Agent 安装

耳东@Erdong

Linux zabbix 4月日更

用吃解决生活问题

石云升

读书笔记 好好吃饭 28天写作 4月日更

Coinbase上市在即,这里有你想知道的一切

CECBC

比特币

微服务中台技术解析之项目环境隔离

小江

kafka 架构 DevOps 后端

AR+ 实时音视频通话,虚拟与现实无缝结合_文化 & 方法_孔维乐_InfoQ精选文章