ARToolkitを利用した拡張現実

https://gyazo.com/50d2a88e08c7b4c03fb93442eccedc23

スケッチの作成

Processingを起動して，新規にスケッチを保存しましょう． メニューから[ファイル]-[名前を付けて保存]をクリックして，「スケッチフォルダを名前を付けて保存」を開きます． ファイル名に「Project12」を入力し，[保存]をクリックしましょう． 保存先に「Project12」という名前のフォルダが作成されていることを確認してください．

https://gyazo.com/076ac2a103f8fd0a4a9da408dd1316be

NyARToolkitの導入

ARToolkit は奈良先端科学技術大学院大学の加藤研究室によって 開発された拡張現実（Augumented Reality: AR）のためのソフトウェアです． 拡張現実とは，コンピュータを利用して，現実世界の一部に「仮想的な物体や情報」を重ねて表示することを指します． この ARToolkit のProcessing向けのライブラリが「 NyARToolkit for Processing 」です．

GitHubのリリースページから， 最新バージョンのNyARToolkitをダウンロードしましょう． ダウンロードしたファイルはZIPで圧縮されているので解凍し， 解凍後の library フォルダをコピーして，「スケッチフォルダ（Project12）」の中に配置しましょう． コピーしたら，フォルダの名前を library から code に変更します． 同様に，カメラの設定ファイル camera_para.dat も「スケッチフォルダ（Project12）」の中にコピーしておきます．

https://gyazo.com/f51e44ba97374402116f2669ec181fc7

https://gyazo.com/d7ea94eea2337d06e294fbd7cab058c7

次に，ソースコードの先頭に「 import jp.nyatla.nyar4psg.∗ 」を入力してください． また，今回もカメラ映像を利用するため，[スケッチ]-[ライブラリをインポート]-[Video]をクリックして， Videoライブラリをインポートしておきます．

カメラ映像の表示

Capture クラスを利用して，カメラから入力した画像を表示しましょう． 下記を参考にコードを入力したら，Runボタンをクリックしてください． ここでは， サイズ（size） が 320x240 ， フレームレート（fps） が 30 となっている， 3 番のカメラを使用していることに注意してください． ウィンドウにカメラ映像が表示されることを確認してください．

https://gyazo.com/b74d10f276cb735c3ad41cd1e079f4c2

拡張現実の表示

ARToolkitを利用すると，ARマーカー と呼ばれる特定のパターンをカメラで読み取ることにより， その位置を認識し，３Dオブジェクトを配置することができます． ここでは，NYARToolkitに標準搭載されている NyID を利用します． NyIDには番号が設定されており， ここではMODEL2の1番のNyIDを利用します．

nyid-m2_id001.png

まずは，下記のように， MultiMarker クラスを利用して，利用するマーカーを設定します． MultiMarker クラスのインスタンスを作成するときは，カメラ映像の幅と高さに加え， カメラのパラメータファイル（ camera_para.dat ）を指定します． また，対象のNyIDを登録するには，addNyIDMarker()関数を利用します． 引数には「 NyIDの番号 」と「 マーカーの物理サイズ（mm） 」を指定します．

marker = new MultiMarker(this, 320, 240, "camera_para.dat");
marker.addNyIdMarker(1, 80);

次に，detect()関数で，カメラ映像からマーカーを検出し， drawBackground()関数でカメラ映像を背景に設定します． いずれの関数も引数には Capture クラスのインスタンスを渡します．

marker.detect(cam);
marker.drawBackground(cam);

最後に，マーカーが検出された場合に，立方体をマーカー上に配置します． ここで，beginTransform()関数によって，原点をカメラに映ったマーカーの中心に変更していることに注意してください． endTransform()関数で，元の座標系に戻ります．

if(marker.isExist(0)){
	marker.beginTransform(0);
	box(50, 50, 50);
	marker.endTransform();
}

下記を参考にコードを入力したら，Runボタンをクリックしてください． マーカーをカメラに映すと立方体が表示されることを確認してください．

https://gyazo.com/cc1ef09628049dcee9c1dec23c903e41

カメラ映像を確認すると，マーカーの中心を原点とした立方体を表示するため， 立方体が紙を突き破っていることが分かります． そこで，translate()関数を利用して，立方体の１辺の長さの半分（25）だけ， Z軸方向にずらしてみましょう． 下記を参考にコードを入力したら，Runボタンをクリックしてください． 立方体がマーカーの表面に乗っているように表示されることを確認してください．

https://gyazo.com/055a9e37e204598b50098dae10ee4c8e

課題

マーカーの表面に乗っているように，sphere()関数を利用して半径50の球を表示させてください． 課題が完成したら，作成したスケッチをZIPアーカイブ形式で保存します． ZIPアーカイブを作成するには，メニューから[ツール]-[スケッチをアーカイブ]をクリックして，「スケッチを名前を付けてアーカイブする」を開きます． 保存するファイル名を確認した上で，[保存]をクリックします． 保存先に「Project12-日付a.zip」というファイルが作成されていることを確認してください．

https://gyazo.com/d1c96efa60230fb28c013a754b29b5b4

愛知県名古屋市にある椙山女学園大学 文化情報学部 向研究室の公式サイトです． 専門は情報科学であり，人工知能やデータベースなどの技術要素を指導しています． この公式サイトでは，授業で使用している教材を公開すると共に， ベールに包まれた女子大教員のミステリアスな日常を４コマ漫画でお伝えしていきます． サイトに関するご意見やご質問はFacebookまたはTwitterでお問い合わせください．