SceneKit 中的背面剔除答案

【问题标题】：Back face culling in SceneKitSceneKit 中的背面剔除
【发布时间】：2019-01-30 01:07:45
【问题描述】：

我目前正在尝试在场景套件中设置一个旋转球。我已经创建了球并对其应用了纹理。

ballMaterial.diffuse.contents = UIImage(named: ballTexture)
ballMaterial.doubleSided = true
ballGeometry.materials = [ballMaterial]

当前的 ballTexture 是半透明纹理，因为我希望看到背面滚动。

但是我得到了一些奇怪的剔除，即使 doubleSided 属性设置为 true，也只显示了一半的背面多边形。

任何帮助将不胜感激，谢谢。

【问题讨论】：

标签： ios swift scenekit

【解决方案1】：

发生这种情况是因为透明度的效果取决于绘制顺序。 SceneKit 不知道在正面多边形之前绘制球体的背面多边形。（事实上，如果不为每一帧重新组织 GPU 上的顶点缓冲区，它就无法真正做到这一点，这将对渲染性能造成巨大的拖累。）

SCNSphere 的顶点布局设置类似于地球上的纬度/经度网格：三角形沿子午线从 0° 到 360° 按顺序呈现，因此取决于球体的相对方向对相机而言，球体远端的某些面会在较近的面之前渲染。

要解决此问题，您需要强制渲染顺序 — 直接或通过深度缓冲区。这里有一种方法可以做到这一点，使用单独的内表面材料来说明差异。

// add two balls, one a child of the other
let node = SCNNode(geometry: SCNSphere(radius: 1))
let node2 = SCNNode(geometry: SCNSphere(radius: 1))
scene.rootNode.addChildNode(node)
node.addChildNode(node2)

// cull back-facing polygons on the first ball
// so we only see the outside
let mat1 = node.geometry!.firstMaterial!
mat1.cullMode = .Back
mat1.transparent.contents = bwCheckers
// my "bwCheckers" uses black for transparent, white for opaque
mat1.transparencyMode = .RGBZero

// cull front-facing polygons on the second ball
// so we only see the inside
let mat2 = node2.geometry!.firstMaterial!
mat2.cullMode = .Front
mat2.diffuse.contents = rgCheckers

// sphere normals face outward, so to make the inside respond
// to lighting, we need to invert them
let shader = "_geometry.normal *= -1.0;"
mat2.shaderModifiers = [SCNShaderModifierEntryPointGeometry: shader]

（最后的着色器修改位不是必需的 - 它只会使内部材质获得漫反射着色。您也可以使用不涉及法线或光照的材质属性，例如emission，具体取决于你想要的样子。）

您也可以通过禁用writesToDepthBuffer 来使用具有双面材质的单个节点来执行此操作，但这也可能导致与其余场景内容的不良交互 - 您可能还需要与renderingOrder 混淆在那种情况下。

【讨论】：

谢谢。我怀疑我需要创建两个带有前后剔除的对象。
我没想到着色器，现在看起来很棒！

【解决方案2】：

macOS 10.13 和 iOS 11 添加了 SCNTransparencyMode.dualLayer，据我所知，它甚至不需要将 isDoubleSided 设置为 true（文档根本没有提供任何信息）。所以一个对我有用的简单解决方案是：

ballMaterial.diffuse.contents = UIImage(named: ballTexture)
ballMaterial.transparencyMode = .dualLayer  
ballGeometry.materials = [ballMaterial]

【讨论】：