3D 物体跟踪简介

除了平面物体外，EasyAR 同时也提供对 3D 物体的跟踪功能。本篇将介绍 3D 物体跟踪的核心原理、预期效果及潜在限制，帮助开发者理解该技术的适用场景。

基本原理

3D 物体跟踪通过识别和跟踪真实世界中的三维物体（如玩具、雕塑、工业零件）来实现 AR 内容叠加。其核心流程如下：

技术流程

1. 模型准备：开发者提供待跟踪物体的 3D 模型文件（Wavefront OBJ 格式），系统在本地加载模型，并提取模型不同视角下的视觉特征，生成唯一特征库。
2. 实时匹配：摄像头捕获现实场景后，系统逐帧分析画面中的视觉特征，与预存的模型特征库进行匹配。
3. 位姿计算：通过匹配点计算物体在 3D 空间中的 6DoF 位姿，驱动虚拟内容与物体精准对齐。
4. 持续跟踪：即使物体部分遮挡或移动，系统仍可通过剩余可见特征点维持跟踪。
   

核心机制

• 本地处理：所有计算都在设备端完成，模型和内容由开发者管理，保障离线可用性。
• 纹理依赖：物体表面需具备丰富的纹理或几何细节，纯色或光滑表面（如玻璃、金属）难以跟踪。
• 模型格式：仅支持 OBJ 格式，需包含 MTL 材质文件和至少一张纹理贴图（JPEG/PNG），且文件路径必须为相对路径（禁止绝对路径或空格）。

技术限制

• 物体类型：仅支持刚性物体（不变形），几何结构以凸为主（没有大量孔洞结构）。
• 尺寸范围：物体尺寸建议在 10cm 至 2m 之间，过小或过大会影响自然体验距离下的物体可见性。
• 环境要求：依赖光照条件，过暗或过曝会导致检测困难或跟踪丢失。

效果与预期结果

物体跟踪功能依赖物体本身的纹理进行视觉特征匹配，因此其所能达到的效果也会存在一些限制。明确这些效果有助于您在开发过程中设定合理的测试标准。

理想效果

• 精准绑定：虚拟内容与 3D 物体边缘对齐。
• 实时响应：从模型加载到检测成功的超低延迟。
• 抗遮挡：物体被部分遮挡（如30%）时，仍可维持跟踪。
• 多角度支持：物体旋转 360° 或从不同视角观察时，虚拟内容持续跟随。

不理想情况与应对

现象	原因	用户感知	解决方案预览（详见后续章节）
无法识别	模型纹理不足、路径错误、文件编码非 UTF-8	虚拟内容不出现	优化模型纹理，检查文件格式与路径
跟踪抖动	光照变化剧烈、物体表面反光	虚拟物体晃动明显	控制光照，避免反光表面
频繁丢失	物体快速移动或完全遮挡	虚拟物体闪烁/消失	增大模型尺寸，或结合运动融合
加载失败	OBJ/MTL 文件格式错误、缺少纹理贴图	无法初始化跟踪器	验证模型规格，参考官方样例

预期结果验证方法

• 开发阶段：使用 HelloARObjectTracking 样例，导入官方测试模型（并制作实体）验证基础功能。
• 测试阶段：在真实环境中测试不同光照、角度、遮挡条件下的跟踪稳定性。

总结与扩展

3D 物体跟踪通过本地处理模型的视觉特征实现，适合需要针对非平面物体的离线场景 AR 应用。开发者需确保模型符合格式规范，并关注环境与物体纹理质量。下一章 将详解模型准备与优化技巧。