将设备 3D 方向与太阳位置进行比较答案

【问题标题】：Compare device 3D orientation with the sun position将设备 3D 方向与太阳位置进行比较
【发布时间】：2014-01-21 00:13:00
【问题描述】：

我正在开发一款应用，该应用要求用户将 iPhone 对准太阳以触发特殊事件。

我可以基于陀螺仪和 CoreMotion 框架检索设备 3D 方向四元数，从中我可以得到偏航角、滚动角和俯仰角。我还可以根据当前日期和时间 (GMT) 以及纬度和经度计算太阳的方位角和天顶角。我接下来要弄清楚的是如何比较这两组值（手机方向和太阳位置）以准确检测设备与太阳的对齐情况。

关于如何实现这一目标的任何想法？

【问题讨论】：

愿意分享您目前拥有的东西吗？这是一个增强现实应用程序，太阳的轨道路径会绘制在屏幕上，因此为什么需要检测对齐方式？
我不打算绘制实际的太阳轨道，我只想在 UIView 上显示一个圆圈，当用户移动他的设备时它会四处移动。当手机对准太阳时，绘制的圆圈会更靠近屏幕中心。这在视觉上类似于 iOS7 上的气泡级别应用程序。
对于 maths.stackexchange.com 上的人们来说，这似乎是一个关于 mathsplay 的好问题：P 请发布一个转发链接，以便我可以检查提交的答案，因为我有兴趣看看它会如何为你锻炼:)
我终于设法让它工作了！我遇到了 Apple 代码示例“pARk”，它是一个简单的增强现实应用程序。我基本上采用了他们对相机和投影矩阵的实现，我所要做的就是以一定的顺序将这些矩阵与太阳的 3D 位置向量（从球坐标转换为笛卡尔坐标）相乘，然后我可以检索屏幕坐标。我的实现似乎运行良好，稍后我将发布更详细的答案。
你做得很好。如果您还可以发布一个 github/链接到该项目，该项目仅按照您对太阳坐标的描述进行，我将不胜感激。我很想测试您的解决方案，并且当我将设备面对太阳时，能够看到您的斑点在太阳上方盘旋，并且当我在夜间向下瞄准地球时仍然显示斑点！感谢您回来，我非常期待您实施 Broco

【解决方案1】：

我终于设法解决了这个问题，

为了实现这一点，我使用了 Apple 开发人员资源中提供的使用增强现实的示例代码： pARk

这个想法首先是将太阳的球面坐标转换为笛卡尔坐标，以便将其在天空中的位置作为一个简单的向量：{x, y, z}。该公式可在 Wikipedia 上找到：Spherical coordinates。由于与太阳的距离（球坐标中的半径）在这里并不重要，因此我使用了 1。

然后使用设备陀螺仪和 CoreMotion 框架，我能够获得 iPhone 旋转矩阵。从“pARk”代码示例并使用几何函数，我可以计算相机投影矩阵。我将旋转矩阵乘以它，然后将得到的矩阵乘以太阳的矢量坐标。

这给出了一个带有太阳屏幕坐标的简单向量。通过显示具有这些 x 和 y 值的 UIView，我终于可以在移动屏幕时看到太阳在四处移动。

此功能的代码在我的Github 上，欢迎使用和分享！

【讨论】：