はじめに

私はBackendエンジニアです。
ARはもとよりネイティブアプリを一から作ることは全くの未経験でした。
そんな状況でARアプリを作るには・・・という3ヵ月で得た知見を記します。

3ヵ月の内訳

AR概略

ARについて

• 拡張現実（Augmented Reality）
• 現実世界をコンピューティングで拡張する技術

最近はスマホのカメラ使ってたら大体ARだと思っています。

主要技術

周辺技術

ARKitについて

用意するもの

これだけ用意出来ればARKitを使ったアプリを作れます。

• Mac & Xcode
• iPhone（6s以上の端末）
• AppleID

※ARKit対応端末はこちら

ARKitを習得するための難易度別解説

初心者編 ～基礎知識が無くてもセンスで出来るレベル～

ARしてみる

iOSアプリはXCodeのテンプレートプロジェクトを使うのが初めの一歩です。
テンプレートには「Augmented Reality App」があるので、それを選択しましょう
ビルドするだけで飛行機の3Dオブジェクトが目の前に登場することになります。

TemplateProject	ビルド後

マーカーを使ってARしてみる

1. マーカー（画像）を登録する
   AssetsにAR ResourceGroupを追加
   AR ReferenceImageを設定。physical sizeを設定。
2. マーカーを認識したらアクション（飛行機を出現）する

画像認識処理を実装する

override func viewWillAppear(_ animated: Bool) {
  let configuration = ARWorldTrackingConfiguration()
  let images = ARReferenceImage.referenceImages(
    inGroupNamed: "AR Resources", bundle: nil)
  configuration.detectionImages = images
  configuration.planeDetection = [.vertical, .horizontal]

  sceneView.session.run(configuration)
}

ARImageTrackingConfigurationでもよいのですが、後々現実空間の座標を使うことになるのでARWorldTrackingConfigurationを推奨します。
状態によってマーカーを切り替えたい場合はinGroupNamed:をAR ResourceGroupの名称に合わせます。

認識した位置に飛行機を出す

func renderer(_ renderer: SCNSceneRenderer, didAdd node: SCNNode, for anchor: ARAnchor) {
  if let anchor = anchor as? ARImageAnchor {
    let ship = SCNScene(
      named: "ship.scn", inDirectory: "art.scnassets"
    )!
    for node in ship.rootNode.childNodes {
      node.simdTransform = anchor.transform
      sceneView.scene.rootNode.addChildNode(node)
    }
  }
}

rendererはARセッションがマーカーまたは平面等を検出した際に実行されるメソッドです。
オブジェクトにアンカーの座標を設定することを忘れずに。

中級者編 ～公式ドキュメントを読めば実装出来るレベル～

3Dオブジェクトを作る

2種類の方法があります

1. Scene Editorを使う
   
   ProjectにSceneFileを追加することでSceneEditorを使って3Dオブジェクトを作れます。
   参考：AppleDeveloperVidelos: wwdc2015
   　　　※5:00頃から。
2. ソースコードからSceneKitを使う

let box = SCNBox(
  width: 0.1, height: 0.1, length: 0.1, chamferRadius: 0)
box.firstMaterial?.diffuse.contents =
  UIColor(red: 0, green: 0, blue: 1.0, alpha: 1.0)
let node = SCNNode(geometry: box)
sceneView.scene.rootNode.addChildNode(node)

上記はシンプルな立方体。

要求によって検出設定周りを使い分ける

汎用性はARWorldTrackingConfigurationが一番高いので、まずはこれを使うことが多いです。

シンプルなアニメーションを付ける

SCNActionを使います

上級者編 ～3D数学を学べば実装出来るレベル～

オブジェクトの隣にオブジェクトを置く

newNode.setWorldTransform(SCNMatrix4Translate(
  node.worldTransform,
  node.boundingBox.max.x,
  0,
  0
))

SCNMatrix4Translate：4x4行列を平行移動変換し、新しい行列を返します。
worldTransform：nodeのワールド座標を4x4行列で返します。
boundingBox.max.x：nodeの中心座標から最大のx座標までの距離を返します。

3Dオブジェクトを動的に変形する

let box = SCNBox(
  width: 0.1, height: 0.1, length: 0.1, chamferRadius: 0)
let redMaterial = SCNMaterial()
redMaterial.diffuse.contents =
  UIColor(red:1, green:0, blue: 0, alpha: 1)
let blueMaterial = SCNMaterial()
blueMaterial.diffuse.contents =
  UIColor(red: 0, green: 0, blue: 1.0, alpha: 1.0)
box.materials = [redMaterial, blueMaterial]

SCNBoxのマテリアル（面）に赤と青のTextureを貼り付ける。

おわりに

0ヵ月目の私は「ARって相当難しい技術を使うんでしょ・・・」と滅入っていましたが、ここでまとめた 初心者編 さえ身に着ければ ARは作れます。
≒ ARは簡単です。
難しいのは3Dデザイン(SceneKit)です。

当時夜な夜な参考にさせていただきました。感謝。

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