iOS SceneKit 到 UIView 投影问题

Question

我的相机根节点前面有一个带有 SCNPlane 几何的 SCNNode 的 SCNView。

在 SCNView 上，在 UIView 中，我添加了 UIImages（标记） - 橙色圆圈。

在 Motion 监听器中，我试图以某种方式定位标记，以便它们会粘在平面每个边缘的中心。

正确的标记对齐 - 当设备处于直线位置时：

我正在使用从 SceneKit 对象到 UIView 的投影来执行此操作：

//world coordinates
let v1w =  sm.node.convertPosition(sm.node.boundingBox.min, 
    to: self.sceneView.scene?.rootNode)
let v2w =  sm.node.convertPosition(sm.node.boundingBox.max, 
    to: self.sceneView.scene?.rootNode)

//projected coordinates
let v1p = self.sceneView.projectPoint(v1w)
let v2p = self.sceneView.projectPoint(v2w)

//frame rectangle
let rect = CGRect.init(x: CGFloat(v1p.x), y: CGFloat(v2p.y), 
    width: CGFloat(v2p.x - v1p.x), height: CGFloat(v1p.y - v2p.y))

var frameOld = sm.marker.frame

switch sm.position
{
case .Top:
    frameOld.origin.y = rect.minY - frameOld.size.height/2
    frameOld.origin.x = rect.midX - frameOld.size.width/2
case .Bottom:
    frameOld.origin.y = rect.maxY - frameOld.size.height/2
    frameOld.origin.x = rect.midX - frameOld.size.width/2
case .Left:
    frameOld.origin.y = rect.midY - frameOld.size.height/2
    frameOld.origin.x = rect.minX - frameOld.size.width/2
case .Right:
    frameOld.origin.y = rect.midY - frameOld.size.height/2
    frameOld.origin.x = rect.maxX - frameOld.size.width/2
}

sm.marker.frame = frameOld
self.view.layoutSubviews()

您可以在这里找到类似的方法：Scene Kit: projectPoint calculated is displaced

所以我希望这些标记在设备运动期间粘在平面的边缘。但是有一个问题：旋转设备时 - 标记从平面边缘漂移

查看问题视频：https://youtu.be/XBgNDDX5ZI8

我在 github 上创建了一个基本项目来重现一个问题：https://github.com/mgontar/SceneKitProjectionIssue

Answer 1

这里的问题是你用来计算中点的CGRect是基于边界框的投影坐标。边界框的两个角点使用模型视图投影矩阵进行变换，以获得中点的正确视图空间坐标，您需要执行相同的变换。

希望代码更清晰一点。

//world coordinates
let v1w =  sm.node.convertPosition(sm.node.boundingBox.min, to: self.sceneView.scene?.rootNode)
let v2w =  sm.node.convertPosition(sm.node.boundingBox.max, to: self.sceneView.scene?.rootNode)

//calc center of BB in world coordinates
let center = SCNVector3Make(
    (v1w.x + v2w.x)/2,
    (v1w.y + v2w.y)/2,
    (v1w.z + v2w.z)/2)

//calc each mid point
let mp1w = SCNVector3Make(v1w.x, center.y, center.z)
let mp2w = SCNVector3Make(center.x, v2w.y, center.z)
let mp3w = SCNVector3Make(v2w.x, center.y, center.z)
let mp4w = SCNVector3Make(center.x, v1w.y, center.z)

//projected coordinates
let mp1p = self.sceneView.projectPoint(mp1w)
let mp2p = self.sceneView.projectPoint(mp2w)
let mp3p = self.sceneView.projectPoint(mp3w)
let mp4p = self.sceneView.projectPoint(mp4w)

var frameOld = sm.marker.frame

switch sm.position
{
case .Top:
    frameOld.origin.y = CGFloat(mp1p.y) - frameOld.size.height/2
    frameOld.origin.x = CGFloat(mp1p.x) - frameOld.size.width/2
    sm.marker.isHidden = (mp1p.z < 0 || mp1p.z > 1)
case .Bottom:
    frameOld.origin.y = CGFloat(mp2p.y) - frameOld.size.height/2
    frameOld.origin.x = CGFloat(mp2p.x) - frameOld.size.width/2
    sm.marker.isHidden = (mp2p.z < 0 || mp2p.z > 1)
case .Left:
    frameOld.origin.y = CGFloat(mp3p.y) - frameOld.size.height/2
    frameOld.origin.x = CGFloat(mp3p.x) - frameOld.size.width/2
    sm.marker.isHidden = (mp3p.z < 0 || mp3p.z > 1)
case .Right:
    frameOld.origin.y = CGFloat(mp4p.y) - frameOld.size.height/2
    frameOld.origin.x = CGFloat(mp4p.x) - frameOld.size.width/2
    sm.marker.isHidden = (mp4p.z < 0 || mp4p.z > 1)
}

这是一个很酷的小示例项目！

关于 z 裁剪问题的更新

projectPoint 方法返回一个 3D SCNVector，我们知道的 x 任意 y 坐标是屏幕坐标。 z 坐标告诉我们点相对于远近剪裁平面的位置（z = 0 近剪裁平面，z = 1 远剪裁平面）。如果您为近剪裁平面设置负值，则将渲染相机后面的对象。我们没有负的近剪裁平面，但我们也没有任何逻辑来说明如果这些投影点的位置落在 z 远和 z 近范围之外会发生什么。

我已经更新了上面的代码以包含这个 zNear 和 zFar 检查并相应地切换 UIView 可见性。

tl;dr

相机旋转 180 度时可见的标记位于相机后面，但它们仍投影到视图平面上。而且由于我们没有检查他们是否在镜头后面，所以它们仍然显示出来。

Answer 2

要进行正确的投影，您应该计算世界坐标中的中点，然后将点投影到场景视图

        let min = node.boundingBox.min
        let max = node.boundingBox.max
        
        //world coordinates
        var mp1w = SCNVector3Make((min.x+max.x)/2, max.y, (min.z+max.z)/2) //top
        var mp2w = SCNVector3Make((min.x+max.x)/2, min.y, (min.z+max.z)/2) //bottom
        var mp3w = SCNVector3Make(min.x, (min.y+max.y)/2, (min.z+max.z)/2) //left
        var mp4w = SCNVector3Make(max.x, (min.y+max.y)/2, (min.z+max.z)/2) //right
        
        mp1w = node.convertPosition(mp1w, to: self.sceneView.scene.rootNode)
        mp2w = node.convertPosition(mp2w, to: self.sceneView.scene.rootNode)
        mp3w = node.convertPosition(mp3w, to: self.sceneView.scene.rootNode)
        mp4w = node.convertPosition(mp4w, to: self.sceneView.scene.rootNode)

        //projected coordinates
        let mp1p = self.sceneView.projectPoint(mp1w) //top
        let mp2p = self.sceneView.projectPoint(mp2w) //bottom
        let mp3p = self.sceneView.projectPoint(mp3w) //left
        let mp4p = self.sceneView.projectPoint(mp4w) //right