Scenekit - 基于世界轴的旋转子节点的转换转换

Question

我有以下场景：

         [Root Node]
              |
      [Main Container]
        |           |          
[Node A Wrapper]   [Node B Wrapper] 
   |                   |
[Node A]            [Node B]

我已经设置了平移手势识别器，当您在开放空间中平移时，[主容器] 会在所选方向上旋转 +/- Double.pi/2 (90deg)。当平移从子节点 A、B 之一开始时（我在 touchesBegan 上对此进行了测试），我想沿世界轴的方向旋转子节点（再次以 90 度为增量）。

我正在使用 rootNode 中的 convertTransform() 旋转 [主容器]，它工作正常，并且旋转是沿世界轴执行的 - 主容器的位置是 (0,0,0)，我相信这会使容易多了。

我包装子节点的原因是它们在包装器内具有局部位置 (0,0,0)，这应该有助于围绕它们的原点进行旋转。但是当我在 [Main Container] 上执行旋转时，它们也会旋转，因此它们的局部轴的方向会发生变化，并且围绕与我想要的轴不同的轴进行旋转。

在我对变换矩阵的（非常有限的）理解中，我假设我需要以某种方式链接和乘以父节点的 convertTransform 生成的矩阵，或者以某种方式使用 worldTransform 属性，但是我尝试的任何操作都会导致奇怪的旋转。任何帮助，将不胜感激！

Answer 1

我已经建立了一个基于 SceneKit 模板的小型示例项目，其控件与您描述的类似。它在 Objective C 中，但相关部分几乎相同：

- (void) handlePan:(UIPanGestureRecognizer*)gestureRecognize {

   CGPoint delta = [gestureRecognize translationInView:(SCNView *)self.view];
   if (gestureRecognize.state == UIGestureRecognizerStateChanged) {
       panHorizontal = NO;
       if (fabs(delta.x) > fabs(delta.y)) {
           panHorizontal = YES;
       }

   } else if (gestureRecognize.state == UIGestureRecognizerStateEnded) {

       SCNMatrix4 rotMat;
       int direction = 0;
       if (panHorizontal) {
           if (delta.x <0) {
               direction = -1;
           } else if (delta.x >1) {
               direction = 1;
           }
           rotMat= SCNMatrix4Rotate(SCNMatrix4Identity, M_PI_2, 0, direction, 0);
       } else {
           if (delta.y <0) {
               direction = -1;
           } else if (delta.y >1) {
               direction = 1;
           }
           rotMat= SCNMatrix4Rotate(SCNMatrix4Identity, M_PI_2, direction, 0, 0);
       }


        if (selectedNode == mainPlanet) {
            selectedNode.transform = SCNMatrix4Mult(selectedNode.transform, rotMat);

        } else { //_selectedNode is a child node of mainPlanet, i.e. moons.
            //get the translation matrix of the child node
            SCNMatrix4 transMat = SCNMatrix4MakeTranslation(selectedNode.position.x, selectedNode.position.y, selectedNode.position.z);

            //move the child node the origin of its parent (but keep its local rotation)
            selectedNode.transform = SCNMatrix4Mult(selectedNode.transform, SCNMatrix4Invert(transMat));

            //apply the "rotation" of the mainPlanet extra (we can use the transform because mainPlanet is at world origin)
            selectedNode.transform = SCNMatrix4Mult( selectedNode.transform, mainPlanet.transform);

            //perform the rotation based on the pan gesture
            selectedNode.transform = SCNMatrix4Mult(selectedNode.transform, rotMat);

            //remove the extra "rotation" of the mainPlanet (we can use the transform because mainPlanet is at world origin)
            selectedNode.transform = SCNMatrix4Mult(selectedNode.transform,SCNMatrix4Invert(mainPlanet.transform));

            //add back the translation mat
            selectedNode.transform = SCNMatrix4Mult(selectedNode.transform,transMat);

        }
    }
}

在handleTap中：

selectedNode = result.node;

在 viewDidLoad 中：

 mainPlanet = [scene.rootNode childNodeWithName:@"MainPlanet" recursively:YES];
 orangeMoon = [scene.rootNode childNodeWithName:@"orangeMoon" recursively:YES];
 yellowMoon = [scene.rootNode childNodeWithName:@"yellowMoon" recursively:YES];

UIPanGestureRecognizer *panGesture = [[UIPanGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(handlePan:)];
[gestureRecognizers addObject:panGesture];

还有本地变量：

SCNNode *mainPlanet;
SCNNode *orangeMoon;
SCNNode *yellowMoon;
SCNNode *selectedNode;
BOOL panHorizontal;

MainPlanet 将是您的 mainContainer 并且不必是可见的（在我的示例中是可见的，因为必须点击它才能知道要旋转什么......）。两个卫星是您的节点 A 和 B，主节点的子节点。不需要包装。关键部分显然是注释部分。

通常在本地空间旋转一个子节点（如果父节点在0,0,0）

1. 首先将其移回节点，方法是将其变换乘以其平移的倒数。
2. 应用旋转矩阵。
3. 应用我们在步骤 1 中删除的原始翻译。

正如您所注意到的，这将在其本地枢轴点和其本地轴上旋转子节点。这工作正常，直到您旋转父节点。解决方案是在基于平移手势（步骤 2）旋转子节点之前对子节点应用相同的旋转，然后再次将其移除。

所以要得到你想要的结果：

1. 首先将其移回节点，方法是仅将其变换乘以其平移的倒数。
2. 应用父节点的旋转（因为它在 0,0,0 并且我假设没有缩放，我们可以使用变换）。
3. 根据平移手势应用旋转矩阵。
4. 移除父节点的旋转
5. 应用我们在步骤 1 中删除的原始翻译。

我确信还有其他可能的路线，也许可以使用 convert to/from 将旋转矩阵转换为主节点，而不是第 2 步和第 4 步，但这样你就可以清楚地知道发生了什么。