SceneKit 矩阵变换以匹配相机角度

Question

我正在构建一个UIPanGestureRecognizer，这样我就可以在 3D 空间中移动节点。

目前，我有一些工作，但只有当相机完全垂直于平面时，我的UIPanGestureRecognizer 看起来像这样：

@objc func handlePan(_ sender:UIPanGestureRecognizer) {
  let projectedOrigin = self.sceneView!.projectPoint(SCNVector3Zero)

  let viewCenter = CGPoint(
    x: self.view!.bounds.midX,
    y: self.view!.bounds.midY
  )

  let touchlocation = sender.translation(in: self.view!)

  let moveLoc = CGPoint(
    x: CGFloat(touchlocation.x + viewCenter.x),
    y: CGFloat(touchlocation.y + viewCenter.y)
  )

  let touchVector = SCNVector3(x: Float(moveLoc.x), y: Float(moveLoc.y), z: Float(projectedOrigin.z))
  let worldPoint = self.sceneView!.unprojectPoint(touchVector)
  let loc = SCNVector3( x: worldPoint.x, y: 0, z: worldPoint.z )

  worldHandle?.position = loc
}

当相机旋转时会出现问题，并且坐标会受到透视变化的影响。这是你可以看到的触摸位置漂移：

我曾经担任此职位的相关 SO 帖子： How to use iOS (Swift) SceneKit SCNSceneRenderer unprojectPoint properly

它引用了这些很棒的幻灯片：http://www.terathon.com/gdc07_lengyel.pdf

Answer 1

从 2D 触摸位置到 3D 空间的棘手部分显然是 z 坐标。与其尝试将触摸位置转换为虚构的 3D 空间，不如使用 hittest 将 2D 触摸映射到该 3D 空间中的 2D 平面。特别是当只需要在两个方向上移动时，例如棋盘上的棋子，这种方法非常有效。无论平面的方向和相机设置如何（只要相机没有明显从侧面看平面），这都会将触摸位置映射到触摸手指正下方的 3D 位置并始终如一地跟随。

我通过示例修改了 Xcode 中的游戏模板。 https://github.com/Xartec/PrecisePan/

主要部分有：

1. 平移手势代码：

   // retrieve the SCNView
       let scnView = self.view as! SCNView
       // check what nodes are tapped
       let p = gestureRecognize.location(in: scnView)
       let hitResults = scnView.hitTest(p, options: [SCNHitTestOption.searchMode: 1, SCNHitTestOption.ignoreHiddenNodes: false])
   
       if hitResults.count > 0 {
           // check if the XZPlane is in the hitresults
           for result in hitResults {
               if result.node.name == "XZPlane" {
                   //NSLog("Local Coordinates on XZPlane %f, %f, %f", result.localCoordinates.x, result.localCoordinates.y, result.localCoordinates.z)
   
                   //NSLog("World Coordinates on XZPlane %f, %f, %f", result.worldCoordinates.x, result.worldCoordinates.y, result.worldCoordinates.z)
                   ship.position = result.worldCoordinates
                   ship.position.y += 1.5
                   return;
               }
           }
       }
   

2. 在viewDidload中增加一个XZ平面节点：

   let XZPlaneGeo = SCNPlane(width: 100, height: 100)
   let XZPlaneNode = SCNNode(geometry: XZPlaneGeo)
   XZPlaneNode.geometry?.firstMaterial?.diffuse.contents = UIImage(named: "grid")
   XZPlaneNode.name = "XZPlane"
   XZPlaneNode.rotation = SCNVector4(-1, 0, 0, Float.pi / 2)
   //XZPlaneNode.isHidden = true
   scene.rootNode.addChildNode(XZPlaneNode)
   

取消注释 isHidden 行以隐藏辅助平面，它仍然可以工作。平面显然需要足够大以填满屏幕或至少是允许用户平移的部分。

通过设置一个全局变量来保存平移的 startWorldPosition（状态为 .began）并将其与状态 .change 中的命中 worldPosition 进行比较，您可以确定世界空间中的增量/平移并相应地平移其他对象。