面试题：Objective-C 中 ARKit 框架下场景构建问题

Question

在 Objective-C 结合 ARKit 开发时，如何创建一个简单的 AR 场景，包含放置一个虚拟物体，描述主要的步骤和涉及到的关键类及方法。

Answer 1

主要步骤

1. 配置项目：
   • 在 Xcode 中创建一个新的 iOS 项目，并确保选择支持 ARKit 的模板，如 ARKit App 模板。
   • 配置项目的权限，在 Info.plist 文件中添加相机使用权限：Privacy - Camera Usage Description。
2. 设置 AR 会话：
   • 创建一个 ARSCNView 实例，它是用于显示 AR 场景的视图。一般在视图控制器的 viewDidLoad 方法中进行初始化和添加到视图层级。
   • 创建一个 ARSession 实例，用于管理 AR 体验的会话。在 ARSCNView 实例上设置会话，例如：scnView.session = ARSession()。
3. 定义虚拟物体：
   • 使用 SceneKit 创建虚拟物体，比如创建一个简单的 SCNNode。例如创建一个球体：

     SCNNode *sphereNode = [SCNNode node];
     SCNGeometry *sphereGeometry = [SCNSphere sphereWithRadius:0.1];
     sphereNode.geometry = sphereGeometry;
     

4. 放置虚拟物体：
   • 在检测到平面后放置虚拟物体。实现 ARSCNViewDelegate 协议的 renderer:didAddNode:forAnchor: 方法，当检测到新的平面锚点时，在该平面上放置虚拟物体。
   • 获取检测到的平面的位置和方向，例如：

     - (void)renderer:(id <SCNSceneRenderer>)renderer didAddNode:(SCNNode *)node forAnchor:(ARAnchor *)anchor {
         if ([anchor isKindOfClass:[ARPlaneAnchor class]]) {
             SCNNode *sphereNode = [SCNNode node];
             SCNGeometry *sphereGeometry = [SCNSphere sphereWithRadius:0.1];
             sphereNode.geometry = sphereGeometry;
             sphereNode.position = SCNVector3Make(anchor.transform.columns[3].x, anchor.transform.columns[3].y, anchor.transform.columns[3].z);
             [node addChildNode:sphereNode];
         }
     }
     

5. 运行 AR 场景：
   • 在视图控制器的 viewWillAppear: 方法中启动 AR 会话，例如：

     - (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
         [super viewWillAppear:animated];
         ARWorldTrackingConfiguration *configuration = [ARWorldTrackingConfiguration new];
         [self.scnView.session runWithConfiguration:configuration];
     }
     

关键类及方法

1. ARSCNView：
   • 是 UIView 的子类，用于显示 AR 场景。关键属性和方法：
     • session：用于设置和获取管理 AR 体验的 ARSession 实例。
     • delegate：设置 ARSCNViewDelegate 协议的代理，以接收 AR 场景渲染相关的回调，如检测到新锚点等。
2. ARSession：
   • 管理 AR 体验的会话。关键方法：
     • runWithConfiguration:：使用指定的 ARConfiguration 启动会话，例如 ARWorldTrackingConfiguration 用于跟踪设备在现实世界中的位置和方向。
3. ARConfiguration：
   • 是一个抽象类，具体使用其子类，如 ARWorldTrackingConfiguration，用于配置 AR 会话的行为，例如是否检测平面等。
4. ARAnchor：
   • 表示现实世界中的一个位置或对象，ARPlaneAnchor 是其子类，用于表示检测到的平面。
5. ARSCNViewDelegate：
   • 协议，提供了多个方法来处理 AR 场景中的事件，如 renderer:didAddNode:forAnchor: 在检测到新锚点时被调用，renderer:didUpdateNode:forAnchor: 在锚点更新时被调用等。
6. SceneKit 相关类：
   • SCNNode：场景图中的节点，可用于表示虚拟物体，通过设置其 geometry 属性来定义物体的形状。
   • SCNGeometry：几何形状类，如 SCNSphere、SCNBox 等，用于创建不同形状的虚拟物体。