Unity iOS の AR アプリ開発をはじめる

OGP

Unity iOS で AR アプリの開発をはじめるためのセットアップ方法のメモ． AR Foundation の提供する仕組みの範囲で，簡単な平面検出と 3D モデルの配置をやってみる．

概要

Unity iOS で AR アプリ開発ことはじめとして，次のことをやってみる．

AR Foundation & ARKit をセットアップする
AR Plane Manager で平面検出し，デフォルトのビジュアライザで平面を表示する
AR Raycast Manager で AR Plane のどこをタッチしたのか判定する
タッチした場所に適当な 3D オブジェクトを表示する

環境

Unity 2020.1.17f1
AR Foundation 4.1.1
ARKit XR Plugin 4.1.1
iOS 14.3

Unity で ARKit を使う準備をする

パッケージのインポート

まずは Unity で AR を使うための準備をする． Package Manager を開いて，次のパッケージをインポートする．

AR Foundation (Version 4.1.1)
ARKit XR Plugin (Version 4.1.1)

Unity はマルチプラットフォームの AR アプリ開発をサポートしている． AR Foundation は各プラットフォームをまとめて抽象化するラッパーで，各プラットフォームごとの実装は plugin として分離されている．

ARKit の有効化

インポートが完了したら Project Settings を開いて ARKit を有効化する．

XR Plug-in Management
- iOS > Plug-in Providers > ARKit にチェックを入れる
XR Plug-in Management > ARKit
- Requirement を Required にする
Player > iOS > Other Settings
- Target minimum iOS Version を適当なものにする
- Requires ARKit support にチェックを入れる
- Camera Usage Description に適当な文言を入れる

AR Session の配置

Scene に AR Session と AR Session Origin を配置する．ただそれだけ．

AR Session State の表示

Session が動いているのか分かるように，状態を画面に表示しておく．

using System.Collections;
using UnityEngine;
using UnityEngine.XR.ARFoundation;

public class AppController : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private ARSession session;
    [SerializeField] private Text sessionStateText;

    private void Awake()
    {
        ARSession.stateChanged += OnARStateChanged;
    }

    IEnumerator Start()
    {
        if (ARSession.state == ARSessionState.None || ARSession.state == ARSessionState.CheckingAvailability)
            yield return ARSession.CheckAvailability();

        if (ARSession.state == ARSessionState.Unsupported)
            yield break;

        session.enabled = true;
    }

    private void OnARStateChanged(ARSessionStateChangedEventArgs args)
    {
        sessionStateText.text = args.state.ToString();
    }
}

ここまでできたら iOS アプリをビルドして実機で実行してみる．カメラが表示できて，Session の状態が SessionTracking になっていれば成功しているはず．

平面を検出して表示する

試しに平面を検出して表示してみる．

AR Foundation は何種類かの Trackable Managers を提供している．その中の AR Plane Manager を使うと，その名のとおり平面の検出ができる．

Plane Manager の Plane Prefab には任意の prefab を設定できるが，今回は出来合いの AR Default Plane を使う．GameObject > XR > AR Default Plane を一旦 scene に配置してから prefab 化し，prefab を Plane Manager に設定する．

検出された平面にポリゴンが表示されるようになる．

平面をタッチしてオブジェクトを置く

試しに適当なオブジェクトを平面の上に置いてみる．

いわゆる Raycasting が必要になるが，AR Foundation の提供する AR Raycast Manager を使えば簡単にできる． AR Raycast Manager を AR Session Origin にコンポーネントとして追加する． Raycast Prefab は任意なので None のままにする．

適当なクラスを作り，Raycast Manager を使って AR Plane との交点を検出し，そこに適当なオブジェクトを置いてみる．

public class AppController : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private ARRaycastManager raycastManager;
    [SerializeField] private GameObject arObjectPrefab;

    private readonly List<ARRaycastHit> _raycastHits = new List<ARRaycastHit>();

    private void Update()
    {
        if (Input.touchCount != 1) return;

        var touch = Input.GetTouch(0);
        if (touch.phase == TouchPhase.Ended)
        {
            if (raycastManager.Raycast(touch.position, _raycastHits, TrackableType.PlaneWithinPolygon))
            {
                var hit = _raycastHits.First();
                if (hit.trackable is ARPlane)
                {
                    Instantiate(arObjectPrefab, hit.pose.position, hit.pose.rotation);
                }
            }
        }
    }
}

少し注意するべき点としては，Raycast() するときに TrackableType.PlaneWithinPolygon を指定するようにする．デフォルトだと All になるようで，全ての平面が対象になるかつ Polygon に閉じない無限平面上で当たり判定されてしまう（違う，そうじゃない）．

3D モデルは Unity Asset Store から Low-Poly Simple Nature Pack を使わせてもらった．

まとめ・感想

Unity iOS で AR アプリ開発ことはじめとして，次のことをやってみた．

AR Foundation & ARKit をセットアップした
AR Plane Manager で平面検出し，デフォルトのビジュアライザで平面を表示した
AR Raycast Manager で AR Plane のどこをタッチしたのか判定した
タッチした場所に適当な 3D オブジェクトを表示した

AR Foundation によって AR を始めるための敷居はかなり低くなっている．一方で Plane Manager の精度はデフォルトだと驚きがある程は高くなく，エッジがずれていたり，10cm ぐらいの段差が丸められていたりする．もしかして LiDAR が有効になっていない？のは今後の課題とする．

部屋中に木をわさわさ生やすと楽しい．

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