Meet Nearby Interaction
Augmented Reality 进阶 17m

认识 Nearby Interaction 框架

Meet Nearby Interaction

2020年6月24日

在 Apple 官方观看视频

一句话判断

Nearby Interaction 是苹果给 UWB（超宽带）芯片准备的开发者接口——两台支持 U1 芯片的设备可以实时感知彼此的方向和距离，精度达到厘米级，做寻物、空间交互的 app 终于有了靠谱的底层支持。

这场 Session 讲了什么

iOS 14 引入了 NearbyInteraction 框架，利用 Apple U1 芯片的超宽带（Ultra Wideband）技术实现设备间的精确定位。

核心能力：两台设备（当前仅 iPhone 11 及以上的机型有 U1 芯片）可以通过 Nearby Interaction 实时获取彼此的距离（以米为单位，精度约 10 厘米）和相对方向（水平角度）。Session 演示了如何建立 session、交换 token、以及实时接收距离和角度更新。

使用场景包括：找到附近朋友的精确位置、两个设备之间的空间交互游戏、AR 中的设备配对定位。数据更新频率约为每秒 10 次，足够用于实时 UI 更新。

值得深挖的点

UWB 与蓝牙/WiFi 定位的本质区别

蓝牙 RSSI 只能估算距离（误差几米），完全无法确定方向。Wifi RTT 可以做到亚米级距离但方向精度很差。UWB 的飞行时间（ToF）测距精度在 10 厘米以内，而且可以通过天线阵列测量到达角度（AoA），提供方向信息。这是「大概在那边」和「就在你左手边 30 度、2 米远」的区别。

Token 交换机制

Nearby Interaction 需要两台设备先交换一个 NIDiscoveryToken。这个交换可以通过任何通道完成：蓝牙、WiFi、甚至 CloudKit。Token 本身只是一小段数据，不包含敏感信息。交换完成后，双方都调用 NINearbyPeerConfiguration 建立会话，然后开始接收距离和角度更新。

代码片段

import NearbyInteraction

class NearbyManager: NSObject, NISessionDelegate {
    var session: NISession?
    
    func startDiscovery() {
        // 检查设备是否支持 Nearby Interaction
        guard NISession.isSupported else {
            print("此设备不支持 Nearby Interaction")
            return
        }
        
        session = NISession()
        session?.delegate = self
        
        // 获取自己的 discovery token 并发送给对方
        guard let token = session?.discoveryToken else { return }
        sendTokenToPeer(token)
    }
    
    // 收到对方的 token 后建立会话
    func handlePeerToken(_ peerToken: NIDiscoveryToken) {
        let config = NINearbyPeerConfiguration(peerToken: peerToken)
        session?.run(config)
    }
    
    // MARK: - NISessionDelegate
    
    func session(_ session: NISession, didUpdate nearbyObjects: [NINearbyObject]) {
        guard let peer = nearbyObjects.first else { return }
        
        // 距离（单位：米）
        if let distance = peer.distance {
            print("距离: \(String(format: "%.2f", distance)) 米")
        }
        
        // 方向（水平角度，单位：弧度）
        if let direction = peer.direction {
            let angleDegrees = direction.x * 180 / .pi
            print("方向: \(String(format: "%.1f", angleDegrees)) 度")
        }
    }
    
    func session(_ session: NISession, didRemove nearbyObjects: [NINearbyObject], reason: NINearbyObject.RemovalReason) {
        switch reason {
        case .peerEnded:
            print("对方结束了会话")
        case .timeout:
            print("连接超时")
        default:
            break
        }
    }
}
// 通过 MultipeerConnectivity 交换 token
import MultipeerConnectivity

class TokenExchangeManager: NSObject, MCSessionDelegate {
    let session: MCSession
    let peerID = MCPeerID(displayName: UIDevice.current.name)
    
    override init() {
        session = MCSession(peer: peerID)
        super.init()
        session.delegate = self
    }
    
    func sendTokenToPeer(_ token: NIDiscoveryToken) {
        guard !session.connectedPeers.isEmpty else { return }
        
        // 将 token 序列化并发送
        let data = try! NSKeyedArchiver.archivedData(withRootObject: token, requiringSecureCoding: true)
        try? session.send(data, toPeers: session.connectedPeers, with: .reliable)
    }
    
    func session(_ session: MCSession, didReceive data: Data, fromPeer peerID: MCPeerID) {
        // 收到对方的 token
        if let token = try? NSKeyedUnarchiver.unarchivedObject(ofClass: NIDiscoveryToken.self, from: data) {
            // 传递给 NearbyManager 建立会话
            handlePeerToken(token)
        }
    }
}

最佳实践

  1. Token 交换用 MultipeerConnectivity。虽然理论上任何通道都行，但 MCSession 是最简单的选择——自动处理设备发现和数据传输，不需要自己搭服务器。
  2. 距离数据要做平滑处理。UWB 测距有 10cm 左右的抖动，直接用原始数据驱动 UI 会导致频繁跳动。用指数移动平均（EMA）平滑距离值。
  3. 在后台无法使用 Nearby Interaction。UWB 需要前台运行状态。如果 app 进入后台，session 会暂停，回到前台后需要重新 run()。

还有什么值得关注

  • 目前只有 iPhone 11/12 系列和 Apple Watch Series 6 有 U1 芯片，不支持 UWB 的设备会回退到蓝牙精度。
  • Nearby Interaction 不传输用户身份信息，只提供距离和角度，隐私安全性有保障。
  • 苹果的 AirTag 就是基于 UWB 技术，配合 FindItems 框架可以在 app 中集成 AirTag 的精确查找功能。
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