Android NDK でのカメラ画像の手ぶれ補正（C）

ARCore が、スムーズなカメラプレビューを生成する電子式手ぶれ補正（EIS）をサポートするようになりました。EIS は、ジャイロを使ってスマートフォンの動きを監視し、カメラテクスチャの境界内に補正ホモグラフィメッシュを適用して軽微なぶれを相殺することで、手ぶれ補正を行います。EIS はデバイスの縦向きでのみサポートされています。ARCore の 1.39.0 リリースで、すべての画面の向きがサポートされます。

EIS のサポートをクエリして EIS を有効にする

EIS を有効にするには、AR_IMAGE_STABILIZATION_MODE_EIS を使用するようにセッションを構成します。デバイスが EIS 機能をサポートしていない場合、ARCore から例外がスローされます。

int enableEis = 0;
ArSession_isImageStabilizationModeSupported(
    ar_session, AR_IMAGE_STABILIZATION_MODE_EIS, &enableEis);
if (!enableEis) {
  return;
}
// Create a session config.
ArConfig* ar_config = NULL;
ArConfig_create(ar_session, &ar_config);

// Enable Electronic Image Stabilization.
ArConfig_setImageStabilizationMode(ar_session, ar_config, AR_IMAGE_STABILIZATION_MODE_EIS);
CHECK(ArSession_configure(ar_session, ar_config) == AR_SUCCESS);

// Release config resources.
ArConfig_destroy(ar_config);

座標を変換する

EIS がオンになっている場合、レンダラはカメラの背景をレンダリングする際に、変更されたデバイス座標と、EIS 補正を組み込んだ一致するテクスチャ座標を使用する必要があります。EIS 補正座標を取得するには、ArFrame_transformCoordinates3d を使用します。入力として AR_COORDINATES_2D_OPENGL_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES、出力として AR_COORDINATES_3D_EIS_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES を使用し、出力として AR_COORDINATES_3D_EIS_TEXTURE_NORMALIZED を使用して、3D テクスチャ座標を取得します。現時点では、ArFrame_transformCoordinates3d でサポートされている入力座標の型は AR_COORDINATES_2D_OPENGL_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES のみです。

int kNumVertices = 4;
// Positions of the quad vertices in clip space (X, Y).
const GLfloat kVertices[] = {
    -1.0f, -1.0f, +1.0f, -1.0f, -1.0f, +1.0f, +1.0f, +1.0f,
};
float transformed_vertices_[4 * 3];
float transformed_uvs_[4 * 3];

ArFrame_transformCoordinates3d(
    session, frame, AR_COORDINATES_2D_OPENGL_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES,
    kNumVertices, kVertices,
    AR_COORDINATES_3D_EIS_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES,
    transformed_vertices_);
ArFrame_transformCoordinates3d(
    session, frame, AR_COORDINATES_2D_OPENGL_NORMALIZED_DEVICE_COORDINATES,
    kNumVertices, kVertices, AR_COORDINATES_3D_EIS_TEXTURE_NORMALIZED,
    transformed_uvs_);

glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
glBindTexture(GL_TEXTURE_EXTERNAL_OES, camera_texture_id_);
glUseProgram(camera_program_);
glUniform1i(camera_texture_uniform_, 0);

// Set the vertex positions and texture coordinates.
glVertexAttribPointer(camera_position_attrib_, 3, GL_FLOAT, false, 0,
                      transformed_vertices_);
glVertexAttribPointer(camera_tex_coord_attrib_, 3, GL_FLOAT, false, 0,
                      transformed_uvs_);
glEnableVertexAttribArray(camera_position_attrib_);
glEnableVertexAttribArray(camera_tex_coord_attrib_);

EIS をオフにすると、出力される 3D 座標は 2D 座標と等価となり、z 値は変化しないように設定されます。

シェーダーを変更する

計算された 3D 座標は、背景レンダリングシェーダーに渡す必要があります。頂点バッファが EIS により 3D になりました。

layout(location = 0) in vec4 a_Position;
layout(location = 1) in vec3 a_CameraTexCoord;
out vec3 v_CameraTexCoord;
void main() {
  gl_Position = a_Position;
  v_CameraTexCoord = a_CameraTexCoord;
}

さらに、フラグメントシェーダーは視点補正を適用する必要があります。

precision mediump float;
uniform samplerExternalOES u_CameraColorTexture;
in vec3 v_CameraTexCoord;
layout(location = 0) out vec4 o_FragColor;
void main() {
  vec3 tc = (v_CameraTexCoord / v_CameraTexCoord.z);
  o_FragColor = texture(u_CameraColorTexture, tc.xy);
}

詳しくは、hello_eis_kotlin サンプルアプリをご覧ください。