谷歌优化Android版Motion Stills，通过陀螺仪实现实时运动追踪

谷歌曾于2017年夏季，推出了Android版Motion Stills（动图制作软件），为大量Android设备提供出色的视频捕捉和观看体验。随后，谷歌又进一步优化了Motion Stills，使其能够支持Pixel 2中最新的的动态图片功能。

今日，谷歌宣布Android版Motion Stills将正式提供AR模式。在全新的AR模式下，用户只需轻触屏幕，即可将虚拟3D对象放置到静态/动态平面上（桌子、地板、手等），使其能够无缝地与动态的真实环境互动。用户还可将互动录制下来，并剪辑成GIF图或视频。

该AR模式通过实时运动追踪、基于Motion Stills iOS中Motion Text技术的6DoF追踪系统，及YouTube上的隐私模糊功能协同实现。而经过谷歌对其进行的改进和增强，Motion Stills可以利用Android设备上的陀螺仪，实现有趣的AR体验。

用户触摸屏幕时，Motion Stills会将虚拟3D对象“粘贴”到相应位置，使其看起来像是真实场景的一部分。通过假定追踪设备与地平面平行，并根据设备中加速度计传感器提供的，该设备相对地平面的初始定向，可以为摄像头提供6DoF追踪（3个平移DoF，3个旋转DoF），准确地改变和渲染真实场景中的虚拟3D对象。

其中，加速度计传感器提供该设备相对地平面初始定向的原理为：当该设备大致稳定时，加速度计传感器会提供由于地球重力而产生的加速度。对平面而言，重力矢量将平行于跟踪平面的法线，并可精确地提供该设备的初始定向。而即时运动追踪的核心是，将摄像头的平移估计和旋转估计分离，将其视作独立的优化问题。

谷歌表示：“我们根据摄像头的视觉信号，来确定3D对象的平移。首先，我们会观察目标区域明显2D平移和跨帧的相对比例。然后，通过一个简单的针孔照相机模型，将图像平面中对象的平移和缩放，与相机最终的3D平移进行关联。”

谷歌补充道：“该软件系统可以通过图像中3D对象的平移和尺寸的变化，来确定其在两个相机位置C1和C2之间的3D平移（如图）。此外，为了确定被追踪平面的真实距离和深度，我们在现有的追踪器（Motion Text上的追踪器）中添加了比例估计，并在摄像头的视场外增加了区域追踪。”

谷歌对追踪器进行的这种优化，让虚拟3D对象靠近摄像头时，能与真实物体一样，得到精准地尺寸缩放。而当摄像头移开虚拟3D物体放置点并重新移回时，虚拟3D物体将重新出现在与之前大致相同的位置。

谷歌最后表示：“Motion Stills系统可单独处理平移和旋转，所以我们的实时运动追踪不需要经过校准，可在任何带有陀螺仪的Android设备上运行。”

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