Tango+Daydream，刀剑合璧的Android VR开发

2017-01-03

随着ASUS在CES2017上宣布了全球第一款同时具有Tango和Daydream两种能力的ZenFone AR，终于使得AR/VR/MR这些近来全球开发圈内超级热门的词汇可以让我们国内的Android开发者直接利用手中的Android Studio和方便入手的Android设备来进行虚拟开发的探索了！

三种交互

AR

增强现实，人眼接受到的光线包括了现实的光和AR设备屏幕发出的光，通过人眼的处理能力进行合成，增强现实感。
Phab 2 Pro就是一款AR设备，可以拍摄可爱的小猫或小狗跟小宝宝一起玩的照片而不用担心安全，因为小动物都是虚拟的。

VR

虚拟现在，使用头盔或Cardboard完全遮挡住现实的光线，人眼只接受VR设备发出的光，跟现实完全隔离。
Oculus Rift， PlayStation VR， Samsung Gear VR 以及 HTC Vive都属于此类设备。

MR

混合现实，MR设备自身具有三维坐标感知能力，随着人的移动，虚拟物体的显示也随着变化。
Hololens属于MR设备。

两大技术

Tango（屠龙)

正如2000年时Sumsung在SCH-V200手机上上添加了摄像头，手机开始了睁眼看世界的能力，现在Tango摄像头为手机添加了真实三维世界的感知能力。

简单的讲，Tango具有以下三大功能：

Motion tracking: 我在哪里，空间位置
Area learning: 前边有什么，看到什么
Depth perception: 前边有多远

不论是使用ToF(Time of Flight)，通过传感器发出经调制的近红外光，遇物体后反射，传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算被拍摄景物的距离，以产生深度信息。

还是结构光计算，通过向检测空间内投射经过编码的激光光斑阵列，对空间进行标定并辅助计算三维空间位置。

所得到的如下图中的cloud point数据，可以看到此时共采集到了12464个带有XYZ三维坐标的点。

Daydream(倚天)

目的是要让用户得到最好的虚拟体验，通过定义了一组最低的硬件运行效果标准以及为开发者提供易用的Daydream API，消除了导致用户眩晕的画面延迟，做到最高性价比的虚拟体验。

硬件

Phab 2 Pro

全球第一款消费级的Tango设备，使用骁龙652，4G内存和64G存储，重要的是国内版本和国外版本都具有完整的Tango功能。京东上可以直接下单，支持211的！
缺点是作为普通手机使用，6.4寸屏幕太大，顔值也不够高，整体偏笨。
Android感知三维世界的”眼睛”–Tango组件:

典型的应用场景:

ZenFone AR

全球第一款消费级的Tango+Daydream设备，使用骁龙821来保证用户得到Daydream体验，第一款Daydream手机Google Pixel和Asus Zenphone 3也使用的是骁龙821。由于Daydream Viewer现在兼容的手机尺寸是5.0到5.7寸屏，那么ZenFone AR搭配Android 7(Nougat)的5.7寸屏用起来应当是相当顺手的。

Tango开发

首先，你需要一款Tango设备，因为还没有可以模拟Tango相关摄像头硬件的模拟器，上节中 Phab 2 Pro 是很不错的开发机！
现在以Java API开发为例来进入Tango APP的开发，如果你熟悉Unity 3D的开发，就直接用Unity 3D的package，因为80%的Tango APP都是用Unity 3D开发的，当然最多的就是游戏啦！

环境准备

Android Studio 2.2

USB debugging

Phab 2 Pro开启Developer option中的USB debugging，没有Developer option，那你肯定是Android开发新手，在Settings->About phone下连续点击7次Builｄ number就可以召唤出Developer option了。

获取示例代码

1	git clone https://github.com/googlesamples/tango-examples-java.git

打开Java Cloud point example

直接 control + R

选择Phab 2 Pro

如果出现以下错误:

1 2	Error:Execution failed for task ':app:transformNative_libsWithStripDebugSymbolForDebug'. > java.lang.NullPointerException (no error message)

只需要将compileSdkVersion和targetSdkVersion的版本号跟buildToolsVersion保持一致。

安装成功

在手机上可以看到Cloud point，实时的总点数和点的平均深度。

https://github.com/lvonasek/tango/
利用C API对采集到的Point cloud进行处理，实现三维重建的APP。
近似的扫描效果:

Daydream开发

再来重温下Daydream的目的，可以简单看到是Cardboard的升级版本，但却定义了一个可以满足用户体验的最低硬件标准并开发了一整套API来让开发者可以方便的开发出高质量体验的应用。
同样的Daydream APP需要一个Daydream ready的手机来运行或可以运行Cardboard apps且大于Android 4.4(kitkat)的手机，这里同样使用Phab 2 Pro。
使用Daydream主要用来完成以下开发任务:

Lens distortion correction.
Spatial audio.
Head tracking.
3D calibration.
Side-by-side rendering.
Stereo geometry configuration.
User input event handling.

获取代码

1	git clone https://github.com/googlevr/gvr-android-sdk.git

Android Studio

打开gvr-android-sdk

运行（ control + R）sample-sdk-treasurehunt

选择 Phab 2 Pro

在手机上配合Cardboard或Daydream Viewer(当然国内的各种盒子也是可以的，由于Daydream Viewer自由没有添加计算能力，只是在操作手柄上加了外置九轴惯性测量单元来辅助精确追踪)

总结

使用ZenFone AR和Daydream Viewer，预计总价不会超过人民币5000元，就可以不用拖长长的连接线，也不用再专门配备一个高性能主机，在家里完全自由的沉浸在Google Street View， YouTube， Netflix， Hulu， HBO以及诸如 Fantastic Beasts ， Where to Find Them， Need for Speed和Gunjack 2这些VR游戏中，不是安静的坐着，而是360度的自由视角。
完美VR的硬件和API已经准备好了，着手自己的开发计划吧！

最后更新时间：2017年1月10日 16:08
链接：https://yangbo.tech/2017/01/03/2017-01-03-tango-with-daydream-is-coming/