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Unity AR 的跟踪目标 —— target

target 在 Unity 中表达了各种可跟踪的物体。通过以下内容，您将了解 Unity AR 中的跟踪对象 target 的基本概念、状态和生命周期。

开始之前

  • 通过 ARSession 简介了解 session 的基本概念、组成和工作流程。

target 是什么

target 是指那些被 AR 功能识别和跟踪的物体在 Unity 中的代表。真实世界中这些物体可以是图像、3D 物体、空间地图等。通过识别和跟踪这些物体，AR 应用可以在现实世界中叠加虚拟内容，实现丰富的交互体验。

有些 target 在现实世界中是静止的（比如墙上的海报）。

这段视频展示了一个简单的运行了图像跟踪的 AR 场景。视频左边是 Hierarchy 视图，中间是 Scene 视图，右边是 Game 视图。视频是使用模拟运行数据，在 Unity 编辑器的 Play 模式录制的。Game 视图的内容与用户在现实世界中手机看到的内容是一样的。在这段视频里，target（ImageTarget）代表了现实世界中的名片。我们在其上方放置一个黄色球体标识便于观察它的运动。

可以看到，target 在现实世界和场景中的位置都是固定的，而代表用户的摄像机（蓝色锥体）会根据用户在现实世界中的移动而移动。白色锥体截取了过去一段时间内摄像机的位置和朝向轨迹。可以看到黄色球体是在 target （ImageTarget）节点下的，这也是这类场景中物体的典型组织结构。

有些 target 在现实世界中是可以移动的（比如公交车上的海报）。

这段视频展示了同样的场景，不过这次我们在现实世界中移动了 target（名片）。可以看到，target 移动后，黄色球体会跟随名片进行运动，而 Game 视图中该球体标识仍然贴合在名片之上。

为了便于理解，上面两个视频中关闭了 ImageTarget 的 gizmo 的显示，并且都采用了 SessionOrigin 中心模式，这两段视频中 Scene 视图中物体的运动与真实世界中相同。在实际的 AR 场景中，这种运动关系要更加复杂一些。

target 在不同中心模式下的行为

在 Unity 中，所有 AR 跟踪的中心参考点被称为 session 中心，而 session 运行过程中决定这个中心的规则被称为中心模式。在不同的中心模式下，target 的行为有所不同：

  • 在 SessionOrigin 中心模式下，target 是不能随意移动的。

    SessionOrigin 模式只能存在于有运动跟踪的场景中。

    虽然这个模式在前面的简单场景中可以很好地展示 target 和摄像机在现实中的运动，但在实际的 AR 场景中并不常用，因为在这个模式下，session 会控制 target 的运动，且由于运动跟踪或是 AR 功能本身的计算误差，很难保证 target 是完全固定不动的。这时内容根节点就要跟随 target 进行运动，在 Unity 系统中会对内容行为（比如物理系统）产生一些影响。

  • 在 FirstTarget 或 SpecificTarget 中心模式下，如果 target 正好是被选作中心的物体，那它是可以随意移动的。

    一般 FirstTarget 模式是比较常用的，它能保证第一个被跟踪的物体在场景中是不会被 session 控制的，如果没有移动 target 的需求，那它就是固定不动的，无论现实场景中对应的物体是否在运动。

  • 在 FirstTarget 或 SpecificTarget 中心模式下，如果 target 不是被选作中心的物体，以及在 Camera 中心模式下，target 是不能随意移动的。

    一般在同时跟踪多个物体时，即使在现实环境中这些物体是相对固定的，但是由于计算误差的存在，同一时间也只能有一个 target 是不受 session 控制的。这时根据配置不同，其它 target 的运动与否是不受保证的，即使现实中没有运动，场景中也可能会有微小的运动。应该充分考虑到多个物体同时跟踪时的这个行为，并合理调整内容策略。

关于中心模式以及场景内物体的运动方式可以详细参考： 中心模式 。

target 的状态

target 的状态反映了 target 在当前 session 中的识别和跟踪情况。常见的状态包括：

  • 被跟踪（Tracked）：target 已被成功识别和跟踪，AR 应用可以在其上叠加虚拟内容，内容会贴合真实世界中的物体。
  • 未被跟踪（Not Tracked）：target 当前未被识别或跟踪，如果 AR 应用仍然在其上叠加虚拟内容，则内容不会贴合真实世界中的物体。

同时，在状态变化时，可以通过这些事件进行响应：

  • TargetFound：当 target 被成功识别和跟踪时触发。
  • TargetLost：当 target 失去跟踪状态时触发。

target 的生命周期

在 Unity AR 场景中，target 通常由对应的 frame filter 组件进行管理。frame filter 会处理来自 frame source 的图像数据，并识别和跟踪其中的 target。而 frame filter 的生命周期则依托于 session。虽然不同 AR 功能实现上可能会有差异，但大部分情况下，在 session 启动时，target 会被加载，并在加载后受控于 session。在 session 停止时，target 会被卸载并留在原地直至被下一个 session 使用或被手动删除。

后续步骤

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