Vuforia Android教程如何快速入门？-贝博恩创新科技网

Vuforia 是什么？
环境准备
- 1 安装 Android Studio
- 2 配置 Android NDK 与 SDK
- 3 创建 Vuforia 开发者账户并获取 Key
创建第一个 AR 项目：3D 模型跟踪
- 1 步骤一：在 Vuforia Target Manager 中创建数据库
- 2 步骤二：添加并准备 3D 模型
- 3 步骤三：在 Android Studio 中创建新项目
- 4 步骤四：配置项目依赖和权限
- 5 步骤五：配置 ARCamera
- 6 步骤六：加载并显示 3D 模型
- 7 步骤七：运行和测试
核心概念解析
- 1 Vuforia 数据库
- 2 Target (目标)
- 3 Image Target (图像目标)
- 4 Model Target (模型目标)
- 5 Trackable (可追踪对象)
- 6 ARCamera (AR 相机)
- 7 GameObject (游戏对象) 与 Behavior (行为)
进阶功能与资源
- 1 平面检测
- 2 多目标跟踪
- 3 云识别
- 4 官方资源与社区
常见问题与故障排除
- Q1: 为什么我的 App 一打开就崩溃？
- Q2: 为什么摄像头画面是黑的？
- Q3: 为什么我的 3D 模型没有出现？
- Q4: Vuforia Key 有什么限制？

Vuforia 是什么？

Vuforia 是一款功能强大的增强现实 开发引擎，由 PTC 公司开发，它被广泛用于为移动设备（iOS、Android）和头戴式显示器（如 HoloLens、Magic Leap）创建 AR 应用程序。

（图片来源网络，侵删）

Vuforia 的核心能力是识别和跟踪现实世界中的物体或图像，并将虚拟的 3D 模型、2D 图像、视频等数字信息叠加到摄像头捕捉到的真实画面上。

主要功能包括：

图像识别: 识别特定的 2D 图片。
模型识别: 识别 3D 物体（如玩具、机器零件）。
平面检测: 在环境中检测水平面（如地面、桌面）和垂直面（如墙壁）。
物体识别: 识别通用物体类别，无需预先训练。
Smart Terrain: 在设备周围实时构建 3D 网格，用于虚拟物体与现实环境的交互。
云识别: 将庞大的目标数据库存储在云端，减轻应用体积。

环境准备

在开始编码之前,请确保你的开发环境已经准备就绪。

1 安装 Android Studio

这是开发 Android 应用的官方 IDE，如果你还没有安装，请从 Android 官网下载并安装。

（图片来源网络，侵删）

2 配置 Android NDK 与 SDK

Vuforia 的本地库需要 Android NDK (Native Development Kit) 来编译。

打开 Android Studio，进入 File -> Settings (Windows) 或 Android Studio -> Preferences (macOS)。
导航到 Appearance & Behavior -> System Settings -> Android SDK。
在 SDK Tools 标签页中，勾选以下两项：
- NDK (Side by side): 用于编译 C/C++ 代码。
- CMake: 一个跨平台的构建工具。
点击 Apply 或 OK 进行安装。

3 创建 Vuforia 开发者账户并获取 Key

访问 Vuforia 开发者平台。
注册一个免费账户。
登录后,进入 Develop -> License Manager。
点击 Add a license key，给你的 App 起个名字（"MyFirstARApp"），然后创建。
你将获得一个 Vuforia License Key（一长串字母和数字）。请妥善保管，这是我们配置 AR 应用程序的核心凭证。

创建第一个 AR 项目：3D 模型跟踪

我们将创建一个应用,当手机摄像头对准一个特定的 3D 模型（比如一个茶壶）时，屏幕上会显示一个 3D 茶壶模型并跟随它移动。

1 步骤一：在 Vuforia Target Manager 中创建数据库

数据库是存储你想要识别的目标的集合。

登录 Vuforia 开发者平台，进入 Develop -> Target Manager。
点击 Add Database，创建一个新的数据库，给它一个名字（MyFirstDatabase），选择 Access 为 Developer（免费），Create。
进入刚创建的数据库,点击 Add Target -> Model Target。
选择 3D 模型：点击 Choose File，上传一个 .obj 格式的 3D 模型文件（这里可以下载一个示例茶壶模型）。
命名和设置：给目标起个名字（Teapot），然后点击 Add。
下载数据库：创建成功后，在数据库页面点击 Download 按钮，选择 Android 平台，下载一个 .xml 文件，这个文件包含了你目标的“数字指纹”，我们需要把它放到 Android 项目中。

2 步骤二：添加并准备 3D 模型

我们需要一个 3D 模型文件（如 .fbx 或 .obj）来显示在 AR 场景中，你可以使用任何 3D 建模软件创建，或从网上下载免费资源。

（图片来源网络，侵删）

将你下载的 .obj 文件（或你自己的模型）放入 Android Studio 项目的 app/src/main/assets 文件夹下，如果这个文件夹不存在，请手动创建。

3 步骤三：在 Android Studio 中创建新项目

打开 Android Studio，选择 File -> New -> New Project...。
选择 Empty Views Activity 模板，Next。
配置你的项目：
- Name: MyFirstARApp
- Package name: com.example.myfirstarapp (根据你的实际情况修改)
- Save location: 选择项目保存路径
- Language: Java 或 Kotlin (本教程以 Java 为例，但 Kotlin 的步骤类似)
- Minimum SDK: API 24: Android 7.0 (Nougat) 或更高版本。
点击 Finish 等待项目构建完成。

4 步骤四：配置项目依赖和权限

添加 Vuforia 依赖：
- 打开 app/build.gradle 文件。
- 在 dependencies 代码块中，添加 Vuforia 核心库：
```
implementation 'com.ptc.vuforia:vuforia:9.8.+' // 使用最新版本
```
- 点击 "Sync Now" 同步 Gradle。

添加权限和配置：

打开 app/src/main/AndroidManifest.xml 文件。

在 <application> 标签之前，添加必要的相机和网络权限：

<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />
<uses-feature android:name="android.hardware.camera" />
<uses-feature android:name="android.hardware.camera.autofocus" />
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />

在 <application> 标签内部，添加 Vuforia Key 和配置 ARActivity：

<application
    ...>
    <!-- 将 YOUR_VUFORIA_LICENSE_KEY 替换为你在第 2.3 步获取的 Key -->
    <meta-data android:name="com.vuforia.KEY" android:value="YOUR_VUFORIA_LICENSE_KEY" />
    <activity
        android:name="com.vuforia.VuforiaPlayerActivity"
        android:configChanges="orientation|screenSize|keyboardHidden"
        android:screenOrientation="landscape"
        android:theme="@android:style/Theme.NoTitleBar.Fullscreen">
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
            <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
        </intent-filter>
    </activity>
    <!-- 如果你使用的是 Empty Views Activity，请保留 MainActivity -->
    <activity android:name=".MainActivity">
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
            <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
            <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
        </intent-filter>
    </activity>
</application>

注意：VuforiaPlayerActivity 是 Vuforia 的启动界面，它会初始化 AR 相机。MainActivity 将在 AR 初始化完成后被加载。

5 步骤五：配置 ARCamera

打开 app/res/layout/activity_main.xml 文件。

删除默认的 TextView，添加一个 ARCamera 组件，这是 Vuforia 的核心，负责处理相机预览和跟踪。

<com.vuforia.arCamera.ARCamera
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:id="@+id/arCamera"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
    app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
    app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
    app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
    tools:context=".MainActivity" />

6 步骤六：加载并显示 3D 模型

将你在 3.1 步下载的数据库文件（MyFirstDatabase.xml）复制到 app/src/main/assets 文件夹。
修改 MainActivity.java 文件，加载数据库并创建 3D 模型。

package com.example.myfirstarapp;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.Toast;
import com.vuforia.DataSet;
import com.vuforia.ObjectTracker;
import com.vuforia.Trackable;
import com.vuforia.TrackableResult;
import com.vuforia.Vuforia;
import com.vuforia.Vector3;
import com.vuforia.ObjectTarget;
import com.vuforia.ObjectTrackerInstantiationException;
import com.vuforia.Trackables;
import com.vuforia.VuforiaException;
import com.vuforia.arCamera.ARCamera;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private ARCamera arCamera;
    private DataSet dataSet;
    private ObjectTracker objectTracker;
    private Trackable teapotTrackable;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        arCamera = findViewById(R.id.arCamera);
        // 初始化 Vuforia
        Vuforia.setInitParameters(this, Vuforia.GL11, "");
        try {
            Vuforia.init();
        } catch (VuforiaException e) {
            Toast.makeText(this, "Vuforia 初始化失败: " + e.getMessage(), Toast.LENGTH_LONG).show();
            finish();
            return;
        }
    }
    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        // 加载数据集
        loadDataSet();
        // 启动 AR 相机
        arCamera.onResume();
    }
    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        // 暂停 AR 相机
        arCamera.onPause();
        // 释放数据集
        if (dataSet != null) {
            dataSet.deactivate();
            dataSet.destroy();
            dataSet = null;
        }
    }
    private void loadDataSet() {
        // 创建一个 Object Tracker
        objectTracker = ObjectTracker.getInstance();
        if (objectTracker == null) {
            Toast.makeText(this, "无法创建 ObjectTracker", Toast.LENGTH_LONG).show();
            return;
        }
        try {
            objectTracker.start();
        } catch (ObjectTrackerInstantiationException e) {
            Toast.makeText(this, "启动 ObjectTracker 失败: " + e.getMessage(), Toast.LENGTH_LONG).show();
            return;
        }
        // 加载数据集
        dataSet = objectTracker.createDataSet();
        InputStream inputStream = null;
        try {
            inputStream = getAssets().open("MyFirstDatabase.xml");
            if (!dataSet.load(inputStream, "", Vuforia.STORAGE_ABSOLUTE)) {
                Toast.makeText(this, "加载数据集失败", Toast.LENGTH_LONG).show();
                return;
            }
        } catch (IOException e) {
            Toast.makeText(this, "读取数据集文件失败: " + e.getMessage(), Toast.LENGTH_LONG).show();
            return;
        } finally {
            if (inputStream != null) {
                try {
                    inputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        // 激活数据集
        if (!objectTracker.activateDataSet(dataSet)) {
            Toast.makeText(this, "激活数据集失败", Toast.LENGTH_LONG).show();
            return;
        }
        // 获取数据集中的第一个目标 (我们的茶壶)
        Trackables trackables = dataSet.getTrackables();
        teapotTrackable = (Trackable) trackables.get(0);
        teapotTrackable.start(); // 开始跟踪
        // 为目标创建一个 3D 渲染器
        // 注意：这里简化了，实际渲染需要 OpenGL ES
        // Vuforia 的 Unity 插件会处理这个，原生 SDK 需要自己写渲染代码。
        // 这是一个概念性的步骤，表明你需要在这里渲染模型。
        Toast.makeText(this, "数据集加载成功，请将摄像头对准目标物体", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
}

重要提示：上面的代码加载了数据库并启动了跟踪，但并没有渲染 3D 模型，在原生 Android SDK 中，渲染 3D 模型需要你自己使用 OpenGL ES 编写复杂的渲染管线，这超出了“入门教程”的范畴，对于初学者，强烈推荐使用 Vuforia + Unity，Unity 内置了强大的渲染引擎，可以让你轻松地将 3D 模型拖拽到场景中即可显示。

7 步骤七：运行和测试

将你的 Android 设备通过 USB 连接到电脑，并开启“开发者选项”和“USB 调试”。
在 Android Studio 中，点击绿色的“运行”按钮。
App 会启动，请求相机权限，请允许。
将摄像头对准你在 3.1 步上传的 实物 3D 模型（例如一个真实的茶壶）。
如果一切顺利,你应该会看到 App 成功识别并跟踪该模型。（由于我们没有写渲染代码，你可能只看到相机画面，但 Vuforia 的日志会显示跟踪成功）。

核心概念解析

理解这些概念是掌握 Vuforia 的关键。

Vuforia 数据库: 一个 .xml 文件，包含了你想要识别的“目标”的数字信息，一个 App 可以加载多个数据库。
Target (目标): 你想让 Vuforia 识别的任何东西，可以是图像、3D 模型、物体等。
Image Target (图像目标): 最常见的目标类型，基于一张 2D 图片，Vuforia 会提取图片的特征点进行识别。
Model Target (模型目标): 基于 3D 模型的目标，Vuforia 会从 3D 模型中生成多个 2D 视图，从而实现从不同角度识别实物。
Trackable (可追踪对象): 在代码中，一个被识别并跟踪的目标实例，当你创建一个 ImageTarget 或 ModelTarget 并加载到场景中时，它就变成了一个 Trackable。
ARCamera (AR 相机): Vuforia 的核心组件，它负责：
1. 访问设备的相机。
2. 初始化 Vuforia 引擎。
3. 执行目标识别和跟踪算法。
4. 将相机画面作为背景渲染到屏幕上。
GameObject (游戏对象) 与 Behavior (行为): 在 Unity/Vuforia 生态中，你在场景中放置的任何东西（如 3D 模型、图片、灯光）都是一个 GameObject。Behavior 是附加在 GameObject 上的脚本，赋予其特定功能。ImageTarget 本身是一个 GameObject，你可以将一个 3D 模型作为它的子对象，并附加一个 ModelTargetBehaviour 来让它只在目标被识别时显示。

进阶功能与资源

当你掌握了基础后,可以探索更强大的功能。

平面检测:
- 功能: 不需要特定的目标图片或模型，Vuforia 可以自动检测环境中的平面，如地面、桌面、墙壁。
- 用途: 将虚拟家具放置在你的房间里，或在墙上挂虚拟画框。
- 实现: 在 Unity 中，只需添加一个 PlaneFinder GameObject 并将其作为其他虚拟物体的父对象即可。
多目标跟踪:
- 功能: 在一个数据集中添加多个目标（多张图片或多个 3D 模型），Vuforia 可以同时跟踪它们。
- 用途: 创建一个复杂的 AR 产品说明书，用户扫描不同部件时，显示对应的 3D 动画和信息。
云识别:
- 功能: 将目标存储在 Vuforia 的云端服务器上，你的 App 只需发送请求到云端进行识别，无需在本地存储庞大的数据库文件。
- 用途: 识别海量的、频繁更新的目标，如杂志上的广告、产品包装等。
- 注意: 云识别需要付费订阅。
官方资源与社区:
- Vuforia 官方文档: https://library.vuforia.com/ (最权威的参考资料)
- Vuforia 开发者社区: https://developer.vuforia.com/forum (提问和交流的好地方)
- Unity Asset Store: 搜索 "Vuforia"，有大量现成的插件、示例和扩展。
- 推荐: 对于绝大多数开发者，Vuforia + Unity 是最高效、最友好的组合，Unity 可视化的编辑环境和强大的渲染引擎能让你专注于创意，而不是底层的 OpenGL 编程。

常见问题与故障排除

Q1: 为什么我的 App 一打开就崩溃？
- A1: 最常见的原因是 AndroidManifest.xml 中的 Vuforia License Key 错误或无效，请仔细检查 Key 是否正确粘贴，其次是缺少必要的相机权限。
Q2: 为什么摄像头画面是黑的？
- A2:
  1. 检查是否授予了相机权限。
  2. 检查设备是否被其他应用占用（如正在视频通话）。
  3. 检查 ARCamera 组件是否正确添加到布局中。
  4. 在某些模拟器上,相机功能可能无法正常工作，请务必在真机上测试。
Q3: 为什么我的 3D 模型没有出现？
- A3:
  1. 原生 SDK: 因为你没有编写渲染代码，模型自然不会显示，这是正常的，原生 SDK 开发复杂。
  2. Unity: 检查你的 3D 模型是否被正确放置为 ImageTarget 或 ModelTarget 的子对象，检查 ModelTargetBehaviour 的 Enabled 属性是否勾选。
Q4: Vuforia Key 有什么限制？
- A4: 免费的 Developer Key 有一些限制：
  - 每个月处理的请求数量有限制。
  - 不能用于商业发布的产品。
  - 如果你的应用需要公开发布并盈利,你需要申请一个商用 Key，这通常是付费的。

希望这份详尽的教程能帮助你顺利开启 Vuforia AR 开发之旅！祝你编码愉快！

Vuforia Android教程如何快速入门？

目录

Vuforia 是什么？

环境准备

1 安装 Android Studio

2 配置 Android NDK 与 SDK

3 创建 Vuforia 开发者账户并获取 Key

创建第一个 AR 项目：3D 模型跟踪

1 步骤一：在 Vuforia Target Manager 中创建数据库

2 步骤二：添加并准备 3D 模型

3 步骤三：在 Android Studio 中创建新项目

4 步骤四：配置项目依赖和权限

5 步骤五：配置 ARCamera

6 步骤六：加载并显示 3D 模型

7 步骤七：运行和测试

核心概念解析

进阶功能与资源

常见问题与故障排除

Team Win Recovery教程怎么用？

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环境准备

1 安装 Android Studio

2 配置 Android NDK 与 SDK

3 创建 Vuforia 开发者账户并获取 Key

创建第一个 AR 项目：3D 模型跟踪

1 步骤一：在 Vuforia Target Manager 中创建数据库

2 步骤二：添加并准备 3D 模型

3 步骤三：在 Android Studio 中创建新项目

4 步骤四：配置项目依赖和权限

5 步骤五：配置 ARCamera

6 步骤六：加载并显示 3D 模型

7 步骤七：运行和测试

核心概念解析

进阶功能与资源

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