一、ARCore能做什么
在Google官方提供的Demo中，实现了这样一个功能。当我们在照相机预览的空间轻轻点击屏幕的时候，在空间中就生成一个Android小机器人，如下图所示：
当我们更换手机的位置或者照相机的观察角度的时候，大家从如下图中有没有发现，Andorid小机器人所在的“位置并没有改变”，就像是真实的存在你的世界一样。
二、ARCore是如何做到的
那么ARCore是如何完成这一个功能的呢？它是如何将小机器人绘制在现实的空间中？并且变换角度还能保持“位置不变”？
1. 检测特征点
首先ARCore系统会从照相机拍摄到的图像帧，绘制成背景。然后根据当前图像帧中的内容，检测环境中的特征点，就是下图相机预览区域中的一个个小白点。
2. 寻找平面
通过分析这些特征点，ARCore会找到有纹理的二维平面。如果检测到有平面存在，就会绘制出白色网格平面。
3. 绘制内容
在被检测到的二维平面中，我们可以根据自己的需求绘制内容。如轻轻点击屏幕后，在摄像头和点击位置连接的射线和被检测到的平面交集，然后在交集处绘制Android机器人。
4. 计算位置
当我们的手机或者摄像机的观察位置变化的时候，ARCore会根据手机和摄像头位置的变化，更新对应的机器人坐标，以保持它看起来在实际空间中的“位置不变”。
这个Demo实现的功能，就会看到前面ARCore做的三件事情的体现。比如：
运动跟踪：即根据手机和摄像头的位置变化，更新机器人坐标保持空间位置不变；
环境理解：检测空间中的特征点，并且分析是否有可绘制的平面；
光学估计：在上效果图中没有具体体现出来，实际代码逻辑中会根据当前的环境的光线来绘制小机器人的阴影，是的更真实。
三、ARCore带来的新概念
了解了具体ARCore是如何实现以上功能的，我们的脑海里就有了这么几个关键点：预览图像帧、检测特征点、寻找二维平面、射线和平面交集，生成锚点、手机在空间位置和空间光线。那么这些概念在ARCore的API中又是如何体现的呢？
1. 帧（com.google.ar.core.Frame）
Frame最直观的理解是照相机获取的一帧图像，Demo背景渲染的画面就来自摄像头获取图像帧。
在ARCore中，Frame还包含更丰富的内容，还提供了某一个时刻AR的状态。这些状态包括：当前帧中环境的光线，如在绘制内容的时候根据光线控制物体绘制的颜色，使得更逼真；当前Frame中检测到的特征点云和它的Pose用来绘制点云；当前Frame中包含的Anchor和检测到的Plane集合用于绘制内容和平面；手机设备当前的Pose、帧获取的时间戳、AR跟踪状态和摄像头的视图矩阵等。
2. 特征点云（com.google.ar.core.PointCloud）
Demo在检测平面的时候，显示的一个个小白点，就是特征点云。
特征点云包含了被观察到的3d点和信心值的集合，还有它被ARCore检测到的时间戳。
3. 二维平面（com.google.ar.core.Plane）
ARCore中所有的内容，都要依托于平面类进行渲染。如Demo中的Android机器人，只有在检测到网格的地方才能放置。
ARCore中平面可分为水平朝上、朝下和非水平平面类型。Plane描述了对一个真实世界二维平面的认知，如平面的中心点、平面的x和z轴方向长度，组成平面多边形的顶点。检测到的平面还分为三种状态，分别是正在跟踪，可恢复跟踪和永不恢复跟踪。如果是没有正在跟踪的平面，包含的平面信息可能不准确。
两个或者多个平面还会被被自动合并成一个父平面。如果这种情况发生，可以通过子平面找到它的父平面。
4. 交集（com.google.ar.core.HitResult/PlaneHitResult/PointCloudHitResult）
点击平面的时候，从设备点击开始手机朝向方向发出一条射线，和被检测平面的是否有交集。如果就在交集处绘制Android机器人。
抽象的概括，HitResult就是射线和真实世界几何体的交集。我们可以中获取当前设备到有交集几何体的距离，交集的Pose。如果是平面交集就是PlaneHitResult，如果是点云就是PoinCludHitResult。
PlaneHitResult中可以判断交集点是否在被检测的集合范围内，是否在平面的正面。
5. 锚点（com.google.ar.core.Anchor）
每个Android机器人的位置，就是一个Anchor。Anchor位置会随着手机或者摄像头的位置更新而更新，这样才能保持“位置不变”。
锚点描述了在现实世界中一个固定的位置和方向。为了保持在物理空间的固定位置，这个位置的数值描述将会随着ARCore对空间的理解的改进而更新。使用getPose()获取这个Anchor的当前数值位置，这个位置每次update()被调用的时候都可能改变，但不会自发地改变。
6. 空间位置（com.google.ar.core.Pose）
Pose表示从一个坐标系到另一个坐标系的不变精确的转换。在所有的ARCore APIs中，Pose总是描述从物体的局部坐标系到世界坐标系的变换。也就是说，来自ARCore API的Pose可以被认为等同于OpenGL模型矩阵。
7. 空间光线（com.google.ar.core.LightEstimate）
LightEstimate给我们提供了一个接口来查询当前帧的光环境。我们可以获取当前相机视图的像素强度，一个范围在（0.0，1.0）的值，0代表黑色，1代表白色。使用该光线属性绘制内容，显得更逼真。
讲完以上概念后，对照API才发现还有两个重要的类Config和Session被忽略了。那么Config和Session在ARCore中又扮演了什么角色呢？
8. 会话（com.google.ar.core.Session）
Session是ARCore中重要的功能是管理AR系统的状态，处理Session生命周期，是ARCore API的主要入口。
在开始使用ARCore API的时候，通过设置的Config来检查当前设备是否支持ARCore。在Activity中对应的生命周期方法中需要处理Session的生命周期，这样AR系统会根据需要开始和暂停相机帧的采集，初始化和释放相关的资源。
在AR系统在每一帧画面的渲染过程中，我们从Session中获取当前相机反馈的Frame，根据需要保存、获取和删除Anchor，获取系统检测到的所有Plane，设置纵横缩放比，获取投影矩阵（渲染3d效果）等用于渲染相关工作。
9. 配置（com.google.ar.core.Config）
在当前市面上，并不是所有的Android设备都支持ARCore。那么这时候我们就要用到Config，它保存了用于配置Session相关设置。
我们可以针对是否开启平面检测和光线感知，获取帧时没有新图片是否阻塞等几个选项创建Config。默认Config开启平面检测和光线感知，获取帧时没有新图片阻塞。 在使用ARCore之前，使用创建的Config，检查当前设备是否支持ARCore，是一个比较好的做法。
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