cameranode随着iOS设备移动而旋转

Question

这是 360 度视频播放器项目。

我添加一个cameranode(SCNNode)到一个rootnode，cameranode被放在SCNSphere的中心(0,0,0)，它现在可以播放视频了。

现在我必须使用 devicemotion。当设备移动时，我需要旋转相机。不只是旋转某个角度。 （不只是设备移动，当我拿着设备时，我的移动被认为是设备移动。因为我发现如果我使用deviceMotion.attitude.roll，cameranode只会在设备自行移动时移动，而不是当我带着设备转圈时）

当设备位于 (x1,y1,z1) 位置时，cameranode 会随着设备的移动而旋转，当设备再次位于 (x1,y1,z1) 位置时，视图应与我们最后一次离开。

这是我所做的：

if (self.motionManager.gyroAvailable) {
        self.motionManager.gyroUpdateInterval = 1.0/60.0;
        [self.motionManager startGyroUpdatesToQueue:self.queue withHandler:^(CMGyroData *gyroData, NSError *error){
            if (error) {
                [self.motionManager stopGyroUpdates];
                NSLog(@"Gyroscope encountered error:%@",error);
            }else {
                CGFloat tempX = 0;
                CGFloat tempY = 0;
                CGFloat tempZ = 0;
                if ((fabs(gyroData.rotationRate.y)/60) > 0.002) {
                    tempY = gyroData.rotationRate.y/60;
                }
                tempX = gyroData.rotationRate.x/60;
                tempZ = gyroData.rotationRate.z/60;
                [self.cameraNode runAction:[SCNAction rotateByX:-tempY y:tempX z:tempZ duration:0]];
            }
        }];
    }else {
        NSLog(@"This device has no gyroscope");
    }

数学可能是错误的，我不知道为什么要除以 60，但是当我使用 [self.cameraNode runAction:[SCNAction rotateByX:-tempY y:tempX z:tempZ duration:0]]; 时，它似乎是我需要的最接近的值

问题出在哪里？

1. 我应该使用哪些数据？

CMGyroData 或 CMDeviceMotion。如果使用CMDeviceMotion，我应该使用哪个具体值？ deviceMotion.attitude、deviceMotion.attitude.quaternion、deviceMotion.gravity

1. 旋转相机节点的正确方法是什么？方法很多，我不确定。

+ (SCNAction *)rotateByX:(CGFloat)xAngle y:(CGFloat)yAngle z:(CGFloat)zAngle duration:(NSTimeInterval)duration;

+ (SCNAction *)rotateToX:(CGFloat)xAngle y:(CGFloat)yAngle z:(CGFloat)zAngle duration:(NSTimeInterval)duration;

Answer 1

设备运动是最好的，因为它连接多个传感器并以有意义的方式将数据融合在一起。最好避免使用欧拉角，因为它们会受到所谓的万向节锁定的影响。相反，请使用四元数并使用它们设置您的相机方向。

我创建了a Swift class extension for CMDeviceMotion，它可以让您确定设备正在查看的内容（对于屏幕的任何方向）。

从那里可以直接旋转您的相机。首先，设置你的设备动作（在视图中确实出现了，或者其他一些合适的地方）：

if motionManager.deviceMotionAvailable {

    motionManager.deviceMotionUpdateInterval = 0.017
    motionManager.startDeviceMotionUpdatesToQueue(NSOperationQueue(), withHandler: deviceDidMove)
}

然后在你的 deviceDidMove 实现中处理这些更新，使用前面提到的 CMDeviceMotion 扩展：

func deviceDidMove(motion: CMDeviceMotion?, error: NSError?) {

    if let motion = motion {

        yourCameraNode.orientation = motion.gaze(atOrientation: UIApplication.sharedApplication().statusBarOrientation)
    }
}

现在您的相机应该跟随您的设备在太空中的方向。

Answer 2

Swift 5.0 / iOS 13 更新

使用最初答案中的精彩扩展，您可以简单地执行以下操作：

override func viewDidAppear(_ animated: Bool) {
    // let motionManager = CMMotionManager() // definition made globally
    
    // CoreMotion
    motionManager.startDeviceMotionUpdates()
    motionManager.deviceMotionUpdateInterval = 1.0 / 60.0
    
    let interfaceOrientation = UIApplication.shared.windows.first(where: { $0.isKeyWindow })?.windowScene?.interfaceOrientation // for iOS13 and later
    
    // .xTrueNorthZVertical // always aligns to the real north
    // .xArbitraryZVertical // will use this one for initial direction
    motionManager.startDeviceMotionUpdates(using: .xArbitraryZVertical, to: OperationQueue.main, withHandler: { (motion: CMDeviceMotion?, err: Error?) in
        guard let m = motion else { return }
        // self.cameraNode.orientation = m.gaze(atOrientation: UIApplication.shared.statusBarOrientation) // before iOS 13
        self.cameraNode.orientation = m.gaze(atOrientation: interfaceOrientation!) // for iOS13 and later
    })
}

Answer 3

对于 iOS 15，使用初始答案的扩展名

override func viewDidAppear(_ animated: Bool) {
    // let motionManager = CMMotionManager() // definition made globally
// CoreMotion
motionManager.startDeviceMotionUpdates()
motionManager.deviceMotionUpdateInterval = 1.0 / 60.0

//this following line is changed to avoid deprecated term 
let interfaceOrientation = keyWindow!.windowScene?.interfaceOrientation

// .xTrueNorthZVertical // always aligns to the real north
// .xArbitraryZVertical // will use this one for initial direction
motionManager.startDeviceMotionUpdates(using: .xArbitraryZVertical, to: OperationQueue.main, withHandler: { (motion: CMDeviceMotion?, err: Error?) in
    guard let m = motion else { return }
    // self.cameraNode.orientation = m.gaze(atOrientation: UIApplication.shared.statusBarOrientation) // before iOS 13
    self.cameraNode.orientation = m.gaze(atOrientation: interfaceOrientation!) // for iOS13 and later
})
}

extension (change name UIApplication) {

var keyWindow: UIWindow? {
    // Get connected scenes
    return UIApplication.shared.connectedScenes
        // Keep only active scenes, onscreen and visible to the user
        .filter { $0.activationState == .foregroundActive }
        // Keep only the first `UIWindowScene`
        .first(where: { $0 is UIWindowScene })
        // Get its associated windows
        .flatMap({ $0 as? UIWindowScene })?.windows
        // Finally, keep only the key window
        .first(where: \.isKeyWindow)
}