物体方向的平滑插值以跟踪相机

Question

我有一个 SCNNode，它代表玩家在第一人称游戏中持有的物品（使用 ARKit）。

我将节点设为相机的子节点，以便它始终在观察者面前漂浮一小段距离。但是这个简单的设置使项目非常静态，只是粘在屏幕上。

更现实地说，如果我拿着一个物体在我面前，然后转身面对不同的方向，我的手部动作会稍微落后于我的头。如果我向上或向下倾斜我的头，我对物体的看法也会发生轻微的变化。

如何在 SceneKit 中进行模拟？

This question 对摄像机有一些想法，该摄像机可以延迟追逐节点，并且可能会反过来工作。对于倾斜，也许我必须考虑加速度计，但要限制它，这样你就不能过度旋转物体。

Answer 1

我没有让该项目成为相机的子项，而是让该项目成为一个名为arms 的新不可见节点的子项。 arms 节点不是相机的子节点，但我使用了 SCNTransformConstraint 来约束其转换，如下所示：

    // ~~ Not the final code ~~ Do not use ~~
    // Set up the viewer's "arms" to follow the camera using a dampened constraint
    arms = SCNNode()
    let armconstraint = SCNTransformConstraint.init(inWorldSpace: false) {
        (node: SCNNode, _) -> SCNMatrix4 in

        // Bind the arm's transformation to the camera's
        return self.sceneView.pointOfView!.convertTransform(SCNMatrix4Identity, to: node)
    }
    armconstraint.influenceFactor = 0.5
    arms!.constraints = [ armconstraint ]
    sceneView.scene.rootNode.addChildNode(arms!)

使用较低的influenceFactor 的想法，这样arms 就不会被固定在镜头前，而是稍微延迟一下。

效果一般；它可能会很生涩。因此，我尝试将其拆分为两个单独的约束：SCNDistanceConstraint 保持相机和arms 之间的距离为 0，SCNTransformConstraint 同步 arms 方向但不同步其位置。

我发现虽然 distance 约束完美无缺，但在方向上使用分数 influenceFactor 会导致 arms 发狂，在屏幕上疯狂旋转！如果是1.0，则arms 节点会严格地跟随相机，但不会出现故障。

事实证明，在SCNConstraint.influenceFactor 的文档中，它说：

此属性对SCNTransformConstraint 对象没有影响。

嗯，我想知道为什么 - 一个节点的 transform、position 和 orientation 是可动画的，所以看起来它们可以平滑地插值没有问题。

事实证明有一种称为Slerp 的技术，它是一种在四元数之间进行插值的方法。因此，每次调用我的SCNTransformConstraint 时，我都可以在arms 的当前位置和相机的位置之间进行插值，而不是使用influenceFactor。这是可以接受的平滑。