我想在用户点击屏幕时创建一个新的 SceneKit 节点，并让它以设定的距离直接出现在相机前面。为了进行测试，这将是一个 SCNText，上面写着“你点击了这里”。它还应该与视线成直角 - 即“面向”相机。
那么，鉴于self.camera.orientation SCNVector4（或类似），我该怎么做：
我怀疑 (2) 的答案与 `self.camera.orientation?但是（1）让我有点失落。
我看到许多类似的问题，例如 this one，但没有答案。
【问题讨论】：
您不需要这么多数学 - SceneKit 实际上已经在做所有数学，所以您只需要询问它以获得正确的结果。
[如何] 生成 SCNVector3 以将节点置于相机“前面”的给定距离？
在承载相机的节点的局部坐标系中，“前”是-Z方向。如果您将某物放在相对于相机的(0, 0, -10) 处，则它直接位于相机视线的中心并且相距10 个单位。有两种方法可以做到这一点：
只需将文本节点设为相机的子节点即可。
cameraNode.addChildNode(textNode)
textNode.position = SCNVector3(x: 0, y: 0, z: -10)
请注意，这也会使其与相机一起移动：如果相机改变方向或位置，textNode 也会随之而来。 （想象一个倒置的自拍杆——一端转动手机，另一端随之摆动。）
由于文本节点位于相机节点空间中，因此您可能也不需要其他任何东西来使其面向相机。 （SCNText 相对于其父空间的默认方向使文本面向相机。）
（iOS 11 / macOS 10.13 / Xcode 9 / 等中的新增功能）SceneKit 现在包括一些便利的访问器和方法，用于以更少的步骤进行各种相对几何数学。这些属性和方法中的大多数都以支持系统范围的 SIMD 库而不是使用 SCN 向量/矩阵类型的新风格提供——而且 SIMD 库具有很好的特性，比如内置的重载运算符。把它们放在一起，这样的操作就变成了单线：
textNode.simdPosition = camera.simdWorldFront * distance
（simdWorldFront是一个长度为1.0的向量，所以你可以通过缩放来改变距离。）
如果您仍然支持 iOS 10 / macOS 10.12 / 等，您仍然可以使用节点层次结构进行坐标转换。文本节点可以是场景的子节点（实际上是场景的rootNode），但您可以找到与您想要的相机空间坐标对应的场景坐标空间位置。您实际上并不需要它的功能，但这可能会奏效：
func sceneSpacePosition(inFrontOf node: SCNNode, atDistance distance: Float) -> SCNVector3 {
let localPosition = SCNVector3(x: 0, y: 0, z: CGFloat(-distance))
let scenePosition = node.convertPosition(localPosition, to: nil)
// to: nil is automatically scene space
return scenePosition
}
textNode.position = sceneSpacePosition(inFrontOf: camera, atDistance: 3)
在这种情况下，文本节点最初是相对于相机定位的，但不会保持“连接”到它。如果您移动相机，则节点将保持在原位。由于文本节点在场景空间中，它的方向也没有连接到相机。
[我如何] 生成 SCNVector4（或 SCNQuaternion）来定向节点，使其“面向”相机？
这部分您不需要做太多事情，或者可以完全交给 SceneKit，这取决于您对第一个问题使用的答案。
如果你做了上面的（1）——让文本节点成为相机节点的子节点——让它面对相机是一步到位的。正如我所指出的，使用SCNText 作为您的测试几何，该步骤已经完成。在其局部坐标空间中，SCNText 是直立的，并且可以从默认相机方向读取（即，朝 -Z 方向看，+Y 向上，+X 向右）。
如果您想要面对相机的其他几何图形，您只需将其定向一次，但您必须确定合适的方向。例如，SCNPyramid 的点位于 +Y 方向，因此如果您希望该点面向相机（注意，它很锋利），您需要将其绕 X 轴旋转 @987654332 @。 （您可以使用 eulerAngles、rotation、orientation 或 pivot 执行此操作。）
由于它是相机的子对象，因此您对其进行的任何旋转都将相对于相机，因此如果相机移动，它将始终指向相机。
如果您执行了上述 (2)，您可以尝试在场景空间术语中计算出面对相机需要什么旋转，并在节点或相机移动时应用该旋转。但是有一个 API 可以为您做到这一点。实际上，有两个 API：SCNLookAtConstraint 使任何节点“面向”任何其他节点（由受约束节点的 -Z 方向确定），SCNBillboardConstraint 是同一件事，但对假设有一些额外的考虑你想要面对的不仅仅是其他节点，而是相机。
仅使用默认选项就可以很好地工作：
textNode.constraints = [ SCNBillboardConstraint() ]
如果您使用上面的sceneSpacePosition 函数，并且您的相机节点的方向是在渲染时设置的——也就是说，您没有设置transform、eulerAngles、rotation 或orientation直接在它上面，而是使用约束、动作、动画或物理来移动/定向相机——还有一件事需要考虑。
SceneKit 实际上在任何给定时间都有两个节点层次结构：“模型”树和“演示”树。模型树是直接设置 transform （等）所做的。所有其他移动/定向节点的方式都使用表示树。所以，如果你想使用相机相对空间计算位置，你需要相机的展示节点：
textNode.position = sceneSpacePosition(inFrontOf: camera.presentation, atDistance: 3)
~~~~~~~~~~~~~
(为什么会这样？除此之外，你可以有隐式动画：在事务中设置position，它会从旧位置动画到新位置。在动画期间，模型@ 987654348@是你设置的，表示节点不断的改变它的position。）
【讨论】：
（斯威夫特 4）
嘿，如果您想将对象放置在相对于另一个节点（例如相机节点）的某个位置并且与参考节点的方向相同，则可以使用这个更简单的功能：
func updatePositionAndOrientationOf(_ node: SCNNode, withPosition position: SCNVector3, relativeTo referenceNode: SCNNode) {
let referenceNodeTransform = matrix_float4x4(referenceNode.transform)
// Setup a translation matrix with the desired position
var translationMatrix = matrix_identity_float4x4
translationMatrix.columns.3.x = position.x
translationMatrix.columns.3.y = position.y
translationMatrix.columns.3.z = position.z
// Combine the configured translation matrix with the referenceNode's transform to get the desired position AND orientation
let updatedTransform = matrix_multiply(referenceNodeTransform, translationMatrix)
node.transform = SCNMatrix4(updatedTransform)
}
如果你想把'node'放在某个'cameraNode'前面2m，你可以这样称呼它：
let position = SCNVector3(x: 0, y: 0, z: -2)
updatePositionAndOrientationOf(node, withPosition: position, relativeTo: cameraNode)
编辑：获取相机节点
要获取相机节点，这取决于您使用的是 SceneKit、ARKit 还是其他框架。以下是 ARKit 和 SceneKit 的示例。
使用 ARKit，您可以使用 ARSCNView 渲染与相机内容重叠的 SCNScene 的 3D 对象。您可以从 ARSCNView 的 pointOfView 属性中获取相机节点：
let cameraNode = sceneView.pointOfView
对于 SceneKit，您有一个渲染 SCNScene 的 3D 对象的 SCNView。您可以创建相机节点并将它们放置在您想要的任何位置，因此您可以执行以下操作：
let scnScene = SCNScene()
// (Configure scnScene here if necessary)
scnView.scene = scnScene
let cameraNode = SCNNode()
cameraNode.camera = SCNCamera()
cameraNode.position = SCNVector3(0, 5, 10) // For example
scnScene.rootNode.addChildNode(cameraNode)
设置好相机节点后，您可以像 ARKit 一样访问当前相机：
let cameraNode = scnView.pointOfView
【讨论】：
position = SCNVector3Make(cameraNode.position.x, cameraNode.position.y, cameraNode.position.z - 0.2)，但它可以相对于相机指向的左侧或右侧。
我通过拼凑其他几个答案得到它......从这些方法开始：
func pointInFrontOfPoint(point: SCNVector3, direction: SCNVector3, distance: Float) -> SCNVector3 {
var x = Float()
var y = Float()
var z = Float()
x = point.x + distance * direction.x
y = point.y + distance * direction.y
z = point.z + distance * direction.z
let result = SCNVector3Make(x, y, z)
return result
}
func calculateCameraDirection(cameraNode: SCNNode) -> SCNVector3 {
let x = -cameraNode.rotation.x
let y = -cameraNode.rotation.y
let z = -cameraNode.rotation.z
let w = cameraNode.rotation.w
let cameraRotationMatrix = GLKMatrix3Make(cos(w) + pow(x, 2) * (1 - cos(w)),
x * y * (1 - cos(w)) - z * sin(w),
x * z * (1 - cos(w)) + y*sin(w),
y*x*(1-cos(w)) + z*sin(w),
cos(w) + pow(y, 2) * (1 - cos(w)),
y*z*(1-cos(w)) - x*sin(w),
z*x*(1 - cos(w)) - y*sin(w),
z*y*(1 - cos(w)) + x*sin(w),
cos(w) + pow(z, 2) * ( 1 - cos(w)))
let cameraDirection = GLKMatrix3MultiplyVector3(cameraRotationMatrix, GLKVector3Make(0.0, 0.0, -1.0))
return SCNVector3FromGLKVector3(cameraDirection)
}
现在你可以这样称呼它：
let rectnode = SCNNode(geometry: rectangle)
let dir = calculateCameraDirection(cameraNode: self.camera)
let pos = pointInFrontOfPoint(point: self.camera.position, direction:dir, distance: 18)
rectnode.position = pos
rectnode.orientation = self.camera.orientation
sceneView.scene?.rootNode.addChildNode(rectnode)
距离 18 将其定位在半径为 10 的球体上的网格和 25 处的背景图像之间。它看起来真的不错，而且我的 5s 上的性能出奇的好。
【讨论】：
让事情变得简单：
let constraint = SCNTransformConstraint(inWorldSpace: true) { node, transform -> SCNMatrix4 in
let distance: Float = 1.0
let newNode = SCNNode()
let worldFront = self.sceneView!.pointOfView!.simdWorldFront * distance
newNode.transform = self.sceneView!.pointOfView!.transform
newNode.transform = SCNMatrix4Translate(newNode.transform, worldFront.x, worldFront.y, worldFront.z)
return newNode.transform
}
【讨论】：
ARSCNView 有一个属性“pointOfView”。您可以将子节点附加到它。
let ball = SCNSphere(radius: 0.02)
ballNode = SCNNode(geometry: ball)
ballNode?.position = SCNVector3Make(0, 0, -0.2)
sceneView.pointOfView?.addChildNode(ballNode!)
无论你走到哪里，节点都会跟随你的相机。
【讨论】：