1.6 ARKit初体验

在准备好所有开发所需软硬件之后，本节将构建一个ARKit应用，体验AR应用从工程设置到导出部署全过程、全流程。同时，为更好利用Unity URP渲染管线（Universal Render Pipeline，URP）在移动端应用渲染的优势，本书所有内容讲述和示例均基于URP。AR Foundation在iOS端使用ARKit底层技术，并且Unity工程不能一次性发布成iOS包文件，Unity利用AR Foundation发布iOS AR应用需要分为两步：第1步使用Unity生成Xcode工程文件，第2步利用Xcode编译工程文件发布成ipa应用包。

1.6.1　工程创建

在程序坞或者dock栏上单击Unity Hub图标启动Unity Hub，选择左侧Projects选项卡，如图1-12所示。

在Projects窗口右上角单击New project按钮打开模板选择窗口，选择3D模板、填写项目名称、选择项目存放位置，将工程命名为Helloworld，由于我们不使用PlasticSCM管理项目，所以不需要勾选该复选框，最后单击右下角Create project按钮创建项目(7)，如图1-13所示。

待Unity窗口打开后，将当前场景名修改为Helloworld，从菜单栏中选择File→Build Settings（或者使用快捷键Command+Shift+B），打开设置窗口。选择Platform下的iOS平台，然后单击Switch Platform按钮将开发平台切换到iOS平台，如图1-14所示。

1.6.2　工具包导入

在Unity菜单栏中，依次选择Window→Package Manager，打开UPM管理器窗口，单击该窗口左上角下拉菜单，选择Unity Registry选项，这样便会显示所有Unity中注册的工具包，如图1-15所示。

在本书创作时，AR Foundation v5.0还处在Preview状态，默认UPM中不显示Preview状态插件包，单击右上角配置图标，如图1-15所示，打开Project Settings窗口，选择Package Manager→Advanced Settings选项卡，勾选Enable Pre-release Packages复选框，如图1-16所示。

返回UPM包管理器，滑动左侧列表滚动条，找到AR Foundation v5.0、Apple ARKit XR Plugin v5.0工具包(8)，分别选择各工具包，然后单击右侧Install按钮进行安装，如图1-17所示。

由于使用URP，所以还需要导入Universal RP工具包，滑动UPM管理器窗口左侧列表滚动条，找到Universal RP工具包并进行安装（或者通过搜索关键词进行安装），如图1-18所示。

完成所需工具包导入后，关闭UPM管理器窗口。

1.6.3　工程设置

在Unity菜单栏中，依次选择Edit→Project Settings打开Project Settings窗口，选择XR Plug-in Management项，勾选Initialize XR on Startup和Apple ARKit复选框，如图1-19（a）所示，然后选择XR Plug-in Management下的Apple ARKit子项，选择Requirement属性为Required值，不勾选Face Tracking复选框，如图1-19（b）所示。

在Unity工程窗口（Project窗口）Assets目录下新建一个文件夹，命名为Settings，右击Settings文件夹，在弹出的级联菜单中依次选择Create→Rendering→URP Asset（with Universal Renderer）创建新的URP，并命名为ARKitPipeline，如图1-20所示。

该步骤会新创建两个文件：ARKitPipeline.asset和ARKitPipeline_Renderer.asset。选择ARKitPipeline_Renderer.asset文件，在Unity属性窗口（Inspector窗口）中查看该文件属性，单击其下方的Add Renderer Feature按钮，在弹出的菜单中选择AR Background Renderer Feature添加特性，如图1-21所示，通过添加该特性，AR Foundation就可以将摄像头捕获的场景图像渲染为AR应用背景了。

返回Project Settings窗口，选择Graphics项，设置其Scriptable Render Pipeline Settings属性值为创建的ARKitPipeline.asset渲染管线，如图1-22所示。

在Project Settings窗口，选择Quality项，在右侧面板中选择iOS图标下的下拉菜单，将质量设置为Low或者Medium（降低质量以提高性能），如图1-23所示。

在Project Settings窗口，选择Player选项，在Player栏的Company Name与Product Name中填写公司名与产品名，然后选择iOS选项卡进入iOS平台设置，打开Other Settings卷展栏，填写摄像头使用描述，这会在AR应用第1次启动时向用户请求摄像头使用权限；选择目标设备，目标设备可以是iPhone，也可以是iPad，还可以同时为iPhone+iPad；选择目标SDK，因为我们使用真机进行应用调试，所以这里将Target SDK设置为Device SDK；填写最低iOS版本（ARKit要求最低11.0，否则AR应用无法运行），如果应用必须使用ARKit，这里也可以勾选Require ARKit support复选框(9)。AR Foundation v5.0版本支持新的输入系统，需要将Active Input Handing属性选为Input System Package（New）或者Both(10)，各项设置如图1-24所示。

1.6.4　环境搭建

设置完成后返回Unity主界面，为统一规范管理各类文件，在工程窗口Assets目录下新建Prefabs、Scripts和Materials 3个文件夹，同时在层级窗口（Hierarchy窗口）Helloworld场景中删除Main Camera对象（因为XR Origin对象带有一个AR相机），Directional Light对象可根据需要决定是否删除。

在层级窗口中的空白处右击，在弹出的级联菜单中依次选择XR→AR Session和XR→XR Origin，新建这两个AR应用基础对象，如图1-25所示。

在工程窗口Materials文件夹中创建两种材质，分别命名为Plane、Red，材质均使用Universal Render Pipeline/Lit着色器，分别为这两种材质设置不同的颜色，如将Plane设置为绿色，将Red设置为红色，如图1-26所示。

在层级窗口中的空白处右击，在弹出的级联菜单中依次选择XR→AR Default Plane创建该对象，将其材质修改为新创建的Plane(11)，将层级窗口中生成的AR Default Plane对象拖动到工程窗口中的Prefabs文件夹下，制作一个平面预制体，如图1-27所示，然后删除层级窗口中的AR Default Plane对象。

在层级窗口中的空白处右击，在弹出的级联菜单中依次选择3D Object→Cube创建一个立方体对象，将Cube材质修改为Red，将其Scale属性设置为（0.1，0.1，0.1），与制作平面预制体一样，制作一个Cube预制体，然后删除层级窗口中的Cube对象。

在层级窗口选择XR Origin对象，然后在属性窗口中单击Add Component按钮，并在弹出的搜索框中输入AR Plane Manager，双击搜索出来的AR Plane Manager添加该组件，如图1-28所示。

将AR Plane Manager组件的平面检测模式（Detection Mode）属性设置为Horizontal或者Everything，将工程窗口中Prefabs文件夹下的AR Default Plane预制体拖动到AR Plane Manager组件下的Plane Prefab属性框，完成平面预制体的设置，如图1-29所示。

1.6.5　代码编写

使用VS4M编辑脚本代码，首先需要关联Unity中C#脚本与VS4M IDE。在Unity菜单中，依次选择Unity→Preferences打开偏好设置窗口，在窗口左侧选择External Tools选项，将External Scripts Editor属性设置为Visual Studio for Mac[17.0.0]，如图1-30所示。

在工程窗口Scripts文件夹下，右击空白处，在弹出的级联菜单中依次选择Create→C#Script，新建一个脚本文件，并命名为AppController，双击AppController脚本，在VS4M中编辑该脚本，添加代码如下：

在上述代码中，首先使用［RequireComponent（typeof（ARRaycastManager））］属性确保添加该脚本的对象上必须挂载有AR Raycast Manager组件，因为射线检测需要使用AR Raycast Manager组件。在Update()方法中对手势操作进行射线检测，在检测到的平面上放置一个虚拟物体，如果该虚拟物体已存在，则将该虚拟物体移动到新的碰撞点位置。

在层级窗口中选择XR Origin对象，为其挂载AppController脚本（可以使用Add Component按钮在搜索框中搜索AppController添加，也可以直接把AppController脚本拖曳到XR Origin对象上添加），并将上一步制作的Cube预制体拖曳到AppController脚本的Spawn Prefab属性框中，如图1-31所示。

至此，我们已完成Helloworld AR应用环境搭建和功能开发，但是Unity不能直接生成iOS端应用程序，所以还需要将Unity工程发布成Xcode工程。

1.6.6　发布Xcode工程

将iPhone手机通过USB线或者WiFi连接到开发计算机，按快捷键Command+Shift+B（或者在菜单栏中选择File→Build Settings）打开Build Settings对话框，如图1-32所示。

在打开的对话框中确保选中当前场景，单击Build或者Build And Run按钮生成Xcode工程，建议将Xcode工程保存到另一个独立的文件夹下（不要在原来的Unity工程文件夹下），设置发布后的程序名，最后单击Choose按钮开始编译，生成Xcode工程，如图1-33所示。当使用Build And Run方式时，生成完成后会自动通过Xcode IDE打开Xcode工程；当使用Build方式时，生成完成后会打开Xcode工程路径，这时可以通过双击.xcodeproj工程文件使用Xcode IDE打开工程，也可以先启动Xcode IDE后单击左侧Open a project or file按钮，然后选择Unity发布出来的Xcode工程并打开。

如果Unity编译生成没有错误，则可在Xcode打开生成的工程后，在其IDE窗口中依次选择Xcode工程图标→工程名，然后在打开的General通用配置面板检查和设置基本工程配置，填写好Display Name（工程名）、Bundle Identifier（包ID）、Version、Build(12)，Bundle Identifier即Unity中设置好的Bundle Identifier。如果要发布到AppStore上，则Bundle Identifier必须与苹果公司开发者网站上的设置保持一致，Version、Build也要符合递增的要求，如图1-34所示。

设置好基本工程配置后，切换到Signing&Capabilities选项卡，勾选Automatically manage signing复选框使用自动签名管理，将Team属性设置为一个有效的开发者账号，如图1-35所示。

如果还没有开发者账号，则可单击Team属性框后的下拉菜单，选择Add an Account新建一个开发者账号，如图1-36所示，具体操作可参见官方说明文档。

通过USB或者WiFi将iPhone/iPad连接到开发计算机，在Unity-iPhone工程栏，依次选择Unity-iPhone→×××的iPhone，如图1-37所示。

1.6.7　调试运行

在Xcode配置完成后，单击IDE左上角的编译运行图标（�图标）开始编译、发布、部署、运行。如果iPhone手机是第1次运行Xcode应用，则会弹出授权提示框，如图1-38（a）所示，为了方便直接在手机硬件上安装、调试应用程序，需要进行一些设置。

（1）单击设置图标，打开系统设置功能，单击“通用”按钮进入通用设置窗口，如图1-38（b）所示。

（2）单击“VPN与设备管理”按钮进入VPN与设备管理窗口，如图1-38（c）所示。

（3）单击开发者账号进入开发者授权窗口，如图1-39（a）所示。

（4）在开发者授权窗口，选择“信任×××开发者”，如图1-39（b）所示。

（5）在弹出的对话框中，单击“信任”按钮进行授权，如图1-39（c）所示。此时iPhone手机会对该开发者账号信息进行网络验证（需要连接网络），验证通过后，发布安装的应用后会出现“已验证”字样，如图1-39（d）所示，至此就可以通过Xcode将应用直接部署到手机并运行应用了。

若整个过程没有出现问题(13)，则可在Helloworld AR应用打开后，找一个相对平坦且纹理比较丰富的平面左右移动手机进行平面检测，在检测到平面后，用手指单击手机屏幕上已检测到的平面，将会在该平面上加载一个小立方体，如图1-40所示。至此，我们使用AR Foundation开发的iOS Helloworld AR应用已成功。