ARKit+Vuforia+UNETでマルチプレイAR

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1. ARKit+Vuforia+UNET でマルチプレイAR

2. 株式会社Jollystics所属 だいたいUnity ときどきXamarin（≒C#er） アプリ、インタラクティブ、XR 今年から「ゆにくえ福岡」という 初心者向けのUnity相談会を毎週やってます 最近やってるゲーム ディヴィニティ：オリジナル・シン エンハンスド・エディション 自己紹介

   長峰慶三 @KzoNag

3. はじめに ▪ Unityで作ってます ▪ デモしたい！！

4. マルチプレイAR って何ですか？

5. AR Augumented Reality 拡張現実

6. Augmeted Reality, 拡張現実 現実環境をコンピュータで認識し、 情報を付与するなどして拡張する技術 現実環境の認識手法として、 ・マーカー認識 ・カメラ・センサーによる 　自己位置推定・環境測定 ・GPSからの位置情報

   などがある

7. マルチプレイ 複数人で遊ぶやつ

8. マルチプレイ コンピューターゲームにおいて、複数人 のプレイヤーが一緒にプレイすること 以下のようなパターンがある ・インターネット経由で別端末と通信 ・オフラインで別端末と通信 ・１端末で画面分割

9. マルチプレイAR 複数人が一緒に体験できるAR

10. マルチプレイAR 複数人が一緒に体験できるAR どのプレイヤーから見ても同じ時間 ・場所に同じ情報が付加される お互いの位置情報を共有している プレイヤーによるインタラクションが 他プレイヤーに反映される （例：イスを回転する） ※HoloLensのシェアリングの機能はコレ

11. Place your screenshot here Share World Demo 壁の文字からワールドにログイン ログインすると空間に存在するオブ ジェクトを視認可能に

    複数のプレイヤーが同じワールドに ログイン プレイヤーはオブジェクトを発射す ることができる 発射されたオブジェクトはワールド 上に存在するため他プレイヤーも視 認可能

12. Vuforia ARKit UNET ３つの要素

13. Vuforia ARKit UNET ３つの要素

14. iOS11で導入されたフレームワーク 主にできること↓ ▪ 自己位置推定 ▪ 平面検出（水平,垂直）※垂直面はiOS11.3から ▪ 照明光推定 ▪ 前面カメラでの顔・表情の認識

    ※iPhoneXのみ Unityで使うプラグインが公開されている ARKit

15. ARKitによる自己位置推定 （Visual Inertial Odometry、VIO、視覚慣性オドメトリ） カメラとジャイロや加速度などのセンサーを組み 合わせて、デバイスの移動・回転をトラッキング 分かるのは開始地点からの相対位置 現実環境における絶対位置が分かるわけではない

16. ARKitによる自己位置推定 （Visual Inertial Odometry、VIO、視覚慣性オドメトリ） トラッキング開始 開始地点からの位置・姿勢 Pos(1,2,3) Rot(30, 10, 20)

    移動

17. Vuforia ARKit UNET ３つの要素

18. Vuforia AR開発プラットフォーム iOS,Android,UWP(HoloLens) カメラ画像ベースのトラッキング 様々な認識ターゲット ▪ 平面画像 ▪ 直方体や円柱といった立体 ▪

    CADなどの3Dデータ Unity2017.2からVuforiaが統合された Vuforia7からは平面検出もできるように

19. 画像を検出すると画像との相対位置が分かる Vuforiaでの画像ターゲットによるトラッキング 画像からの位置・姿勢 Pos(1,2,3) Rot(30, 10, 20)

20. Vuforia ARKit UNET ３つの要素

21. UNET Unityに用意されたネットワークシステム 高レベルAPIと低レベルAPIがある 高レベルAPIはマルチプレイに必要とされる ほとんどの共通要件をカバーする（らしい）

22. UNETの高レベルAPIの特徴（あんまり分かってない） ▪ サーバー処理もUnityで実装 ▪ サーバー／クライアント方式 ▪ サーバー兼クライアントのホストにもなれる ▪ 汎用データシリアライズ ▪

    ネットワークメッセージ送受信 ▪ クライアントからサーバーにコマンド送信 ▪ サーバーからクライアントにRPC ▪ サーバーからクライアントにイベント送信

23. サーバーとクライアントがいる サーバー クライアントA クライアントB クライアントC

24. サーバーを介して変数を同期する val = 5 val = 5 val = 5

    val = 5

25. クライアントからサーバーに関数を実行させる（コマンド） SetPos(5)を 実行して

26. サーバーからクライアントに関数を実行させる（RPC） ShowResult() を実行して

27. クライアントの１つがサーバーを兼ねることも可能 クライアントA クライアントB クライアントC サーバー ホスト

28. やってること

29. None

30. 各クライアントと専用のサーバーマシンを用意 （今回は同一LAN内で） クライアント クライアント サーバー

31. それぞれの位置・姿勢情報を クライアント間で同期 Pos(-1,2,3) Rot(30,10,5) Pos(2,1,5) Rot(20,15,0) ARKit + Vuforia

32. クライアントからサーバーにアクションを通知 画面をタップしたよ

33. サーバーからクライアントに オブジェクト生成を通知 オブジェクト生成 オブジェクト生成

34. オブジェクトの状態はサーバーが管理して 各クライアントと同期 Pos(-1,2,3) Rot(30,10,5) Pos(-1,2,3) Rot(30,10,5)

35. 位置・姿勢の同期

36. ARKitの自己位置推定を使いたいけど・・・ Pos(-5,6,1) Rot(60,5,10) Pos(1,4,6) Rot(0,15,30) クライアントB クライアントA

37. 固有の座標系での値なので Pos(-5,6,1) Rot(60,5,10) Pos(1,4,6) Rot(0,15,30) 座標系A 座標系B クライアントB クライアントA <座標系A>

    <座標系B> この値をそのまま Aに送ると、、、

38. 位置が合わない 座標系A クライアントB クライアントA Pos(1,4,6) Rot(0,15,30) クライアントB？ <座標系A>

39. Vuforiaの画像ターゲットを配置 座標系A 座標系B

40. 認識するとターゲットとの位置関係が分かる = ターゲットを基準とした共通の座標系 座標系A 座標系B Pos(-1,2,3) Rot(30,10,5) Pos(2,1,5) Rot(20,15,0) <座標系V>

    <座標系V> 座標系V

41. 各座標系でのターゲット位置を逆算できる = 座標変換が可能 座標系A 座標系B Pos(-4,4,-2) Rot(30,-5,5) <座標系A> Pos(-1,3,1) Rot(-20,0,30)

    <座標系B> Pos(-1,2,3) Rot(30,10,5) Pos(2,1,5) Rot(20,15,0) <座標系V> <座標系V> 座標系V この値をAに送る

42. 位置が合った！ 座標系A Pos(-4,4,-2) Rot(30,-5,5) <座標系A> Pos(2,1,5) Rot(20,15,0) <座標系V> 座標系V <座標系A>

    Pos(-2,5,3) Rot(50,10,5)

43. 位置・姿勢の同期 ▪ 画像ターゲットで共通の座標系を用意 ▪ ARKitで自己位置を取得 ▪ 共通の座標系に変換 ▪ UNETで送信 ▪

    受け取った座標を固有の座標系に変換 ▪ 実際はプレイヤーオブジェクトを 画像ターゲットの子にすることで簡素化

44. 困ったところ ❖ ARKitとVuforiaを同時に有効にできない ➢ はじめにVuforiaで認識、認識したらVuforiaを 切ってARKitをオンにすることで対処 ➢ 切り替え時にカメラ画像がチラつくので演出で目立 たないように

45. DEMO

46. まとめ ▪ ARKitで自分の位置をトラッキング ▪ Vuforiaで座標系を合わせる ▪ UNETで情報を同期する でマルチプレイARができました！

47. 次のステップ ▪ 精度の向上・内容を充実 ▫ ちょっとズレるのをなんとかしたい ▫ 撃ち合いとかゲームっぽくしたい ▪ マルチプラットフォーム ▫

    AndroidやHoloLensも入れるはず ▫ なんならポジショントラッキングできなくても Vuforiaの画像が見えてれば入れるのでは ▪ いろんな情報を共有 ▫ HoloLensの環境マップとか ▫ 各種センサーを置いてサーバー側から送るとか

48. ありがとうございました！ 休憩時間に体験できます！

49. CREDITS Special thanks to all the people who made and

    released these awesome resources for free: ▪ Presentation template by SlidesCarnival ▪ Photographs by Unsplash