WPF(Livet)とNyARToolKitでマーカー検出

マーカーの位置検出を行うために、マーカーの検出をNyARToolKitで行うサンプルプログラムを作成しました。
次のようなことをやります。

1. Livetを使用したWPFアプリケーション
2. NyARToolKitでカメラキャプチャとマーカー検出
3. OpenCVSharpでマーカー位置に矩形を描画

初めにXAML。Grid内だけ変更しています。ボタンを押すとマーカー検出がスタートします。

次にVeiwModel。
NyARToolKitはその実装の関係上「onBuffer」という関数が呼ばれるので、その中で処理をしています。
NyARToolKitのサンプル等ではBitmapで画像を処理しているので、
それをMatに変換してOpenCVSharpで矩形を描画しています。

そのあとに、MatをWriteableBitmapに直して、XAMLでBindingできるようにします。
ここで、onBufferという別タスクでUIで利用するWriteableBitmapを変更できないので、
Dispatchar.BeginInvokeを使用して、UI関係にアクセスできるようにしています。

using System.Windows;
using System.Windows.Forms;
using System.Windows.Threading;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Imaging;
using System.Drawing;
using System.IO;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

using jp.nyatla.nyartoolkit.cs;
using jp.nyatla.nyartoolkit.cs.core;
using jp.nyatla.nyartoolkit.cs.detector;
using NyARToolkitCSUtils.Capture;
using NyARToolkitCSUtils.Direct3d;

using OpenCvSharp;
using OpenCvSharp.CPlusPlus;
using OpenCvSharp.Extensions;

namespace ar_SimpleLite.ViewModels
{
    public class MainWindowViewModel : ViewModel, CaptureListener
    {
        private NyARToolkitCSUtils.Capture.CaptureDevice m_cap;
        private const String AR_CODE_FILE = "patt.hiro";
        private const String AR_CAMERA_FILE = "camera_para.dat";
        private NyARSingleDetectMarker m_ar;
        private DsRgbRaster m_raster;

        private Dispatcher dispatcher;

        public void Initialize()
        {
            //ARの設定
            //AR用カメラパラメタファイルをロード
            NyARParam ap = NyARParam.createFromARParamFile(new StreamReader(AR_CAMERA_FILE));
            ap.changeScreenSize(320, 240);

            //AR用のパターンコードを読み出し 
            NyARCode code = NyARCode.createFromARPattFile(new StreamReader(AR_CODE_FILE), 16, 16);

            NyARDoubleMatrix44 result_mat = new NyARDoubleMatrix44();

            //計算モードの設定
            //キャプチャを作る
            /**************************************************
            このコードは、0番目（一番初めに見つかったキャプチャデバイス）
            を使用するようにされています。
            複数のキャプチャデバイスを持つシステムの場合、うまく動作しないかもしれません。
            n番目のデバイスを使いたいときには、CaptureDevice cap=cl[0];←ここの0を変えてください。
            手動で選択させる方法は、SimpleLiteDirect3Dを参考にしてください。
            **************************************************/
            CaptureDeviceList cl = new CaptureDeviceList();
            NyARToolkitCSUtils.Capture.CaptureDevice cap = cl[0];

            cap.SetCaptureListener(this);

            cap.PrepareCapture(320, 240, 30);
            this.m_cap = cap;
            //ラスタを作る。
            this.m_raster = new DsRgbRaster(cap.video_width, cap.video_height, NyARBufferType.OBJECT_CS_Bitmap);
            //１パターンのみを追跡するクラスを作成
            this.m_ar = NyARSingleDetectMarker.createInstance(ap, code, 80.0);
            this.m_ar.setContinueMode(false);

            dispatcher = Dispatcher.CurrentDispatcher;
        }


        #region WBmp変更通知プロパティ
        private WriteableBitmap _WBmp;

        public WriteableBitmap WBmp
        {
            get
            { return _WBmp; }
            set
            { 
                if (_WBmp == value)
                    return;
                _WBmp = value;
                RaisePropertyChanged();
            }
        }
        #endregion


        #region ButtonCommand
        private ViewModelCommand _ButtonCommand;

        public ViewModelCommand ButtonCommand
        {
            get
            {
                if (_ButtonCommand == null)
                {
                    _ButtonCommand = new ViewModelCommand(Button);
                }
                return _ButtonCommand;
            }
        }

        public void Button()
        {
            this.m_cap.StartCapture();
        }
        #endregion


        public void OnBuffer(NyARToolkitCSUtils.Capture.CaptureDevice i_sender, double i_sample_time, IntPtr i_buffer, int i_buffer_len)
        {            
            int w = i_sender.video_width;
            int h = i_sender.video_height;
            int s = w * (i_sender.video_bit_count / 8);

            Bitmap b = new Bitmap(w, h, s, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format32bppRgb, i_buffer);

            // If the image is upsidedown
            b.RotateFlip(RotateFlipType.RotateNoneFlipY);
            Mat img = b.ToMat();

            //ARの計算
            this.m_raster.setBuffer(i_buffer, i_buffer_len, i_sender.video_vertical_flip);
            if (this.m_ar.detectMarkerLite(this.m_raster, 100))
            {
                NyARDoubleMatrix44 result_mat = new NyARDoubleMatrix44();
                this.m_ar.getTransmationMatrix(result_mat);
                Console.WriteLine("Maker is found.");

                NyARSquare square = m_ar.refSquare();

                var point = new OpenCvSharp.CPlusPlus.Point[4];
                point[0] = new OpenCvSharp.CPlusPlus.Point(square.sqvertex[0].x, square.sqvertex[0].y);
                point[1] = new OpenCvSharp.CPlusPlus.Point(square.sqvertex[1].x, square.sqvertex[1].y);
                point[2] = new OpenCvSharp.CPlusPlus.Point(square.sqvertex[2].x, square.sqvertex[2].y);
                point[3] = new OpenCvSharp.CPlusPlus.Point(square.sqvertex[3].x, square.sqvertex[3].y);

                img.FillConvexPoly(point, new Scalar(0, 0, 255));
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("Maker is NOT found.");
            }

            dispatcher.BeginInvoke(new Action(delegate()
            {

                WBmp = img.ToWriteableBitmap();
            }));
        }

        [System.Runtime.InteropServices.DllImport("gdi32.dll")]
        public static extern bool DeleteObject(IntPtr hObject);
    }
}