SceneKit -映射物理360旋转
我很难将设备运动(传感器融合)映射到SceneKit节点旋转。问题的前提是：
我有球体，并且相机被放置在球体内部，使得球体的几何中心和相机节点的中心重合。我想要实现的是，当我围绕一个点进行物理旋转时，运动也需要准确地映射到相机上。
具体实现如下：
我有一个节点，它有一个球体作为几何模型，是根节点的子节点。我正在使用传感器融合来获得姿态四元数，然后将它们转换为欧拉角。它的代码是：
- (SCNVector3)eulerAnglesFromCMQuaternion:(CMQuaternion) {
GLKQuaternion gq1 = GLKQuaternionMakeWithAngleAndAxis(GLKMathDegreesToRadians(90), 1, 0, 0);
GLKQuaternion gq2 = GLKQuaternionMake(q.x, q.y, q.z, q.w);
GLKQuaternion qp = GLKQuaternionMultiply(gq1, gq2);
CMQuaternion rq = {.x = qp.x, .y = qp.y, .z = qp.z, .w = qp.w};
CGFloat roll = atan2(-rq.x*rq.z - rq.w*rq.y, .5 - rq.y*rq.y - rq.z*rq.z);
CGFloat pitch = asin(-2*(rq.y*rq.z + rq.w*rq.x));
CGFloat yaw = atan2(rq.x*rq.y - rq.w*rq.z, .5 - rq.x*rq.x - rq.z*rq.z);
return SCNVector3Make(roll, pitch, yaw);
}转换方程来自3D Math Primer for Graphics and Game Development。我曾经把书当作参考，还没读过呢。但绝对在我的阅读清单上。
现在，为了在SceneKit中模拟物理旋转，我旋转了包含SCNCamera的节点。这是rootNode的子级。并且我使用.rotation属性来做同样的事情。这里需要注意的一件事是，现在我的设备运动更新线程看起来像这样
[self.motionManager startDeviceMotionUpdatesUsingReferenceFrame:CMAttitudeReferenceFrameXArbitraryCorrectedZVertical toQueue:mq withHandler:^(CMDeviceMotion *motion, NSError *error) {
CMAttitude *currentAttitude = motion.attitude;
[SCNTransaction begin];
[SCNTransaction setDisableActions:YES];
SCNVector3 v = [self eulerAnglesFromCMQuaternion:currentAttitude.quaternion];
self.cameraNode.eulerAngles = SCNVector3Make( v.y, -v.x, 0); //SCNVector3Make(roll, yaw, pitch)
[SCNTransaction commit];
}];这里需要注意的是，设备和SceneKit节点的欧拉角是不同的。这些链接对它们进行了解释。
在我的理解中，两者之间的映射是这样的。
现在我面临的问题是，相机的360度旋转在我对一个点的物理旋转之前就已经结束了。我试着通过下面的图片来描述它。
我怀疑四元数->欧拉角度转换导致了这个错误，而且四元数数学到目前为止还远远超出了我的理解。
我希望我已经提供了所有的信息，如果还需要更多的信息，我很高兴补充。
回答 2
Stack Overflow用户
发布于 2015-01-23 16:58:49
感谢您对您的问题的描述和解决方案的开始！我非常确定，由于gimbal lock (松散的1个自由度)，欧拉角不能做到这一点。
有效的解决方案是获得姿态并使用四元数来设置摄影机的方向：
[self.motionManager startDeviceMotionUpdatesUsingReferenceFrame:CMAttitudeReferenceFrameXArbitraryCorrectedZVertical toQueue:myQueue withHandler:^(CMDeviceMotion *motion, NSError *error) {
CMAttitude *currentAttitude = motion.attitude;
[SCNTransaction begin];
[SCNTransaction setDisableActions:YES];
SCNQuaternion quaternion = [self orientationFromCMQuaternion:currentAttitude.quaternion];
_cameraNode.orientation = quaternion;
[SCNTransaction commit];
}];
- (SCNQuaternion)orientationFromCMQuaternion:(CMQuaternion)q
{
GLKQuaternion gq1 = GLKQuaternionMakeWithAngleAndAxis(GLKMathDegreesToRadians(-90), 1, 0, 0); // add a rotation of the pitch 90 degrees
GLKQuaternion gq2 = GLKQuaternionMake(q.x, q.y, q.z, q.w); // the current orientation
GLKQuaternion qp = GLKQuaternionMultiply(gq1, gq2); // get the "new" orientation
CMQuaternion rq = {.x = qp.x, .y = qp.y, .z = qp.z, .w = qp.w};
return SCNVector4Make(rq.x, rq.y, rq.z, rq.w);
}Stack Overflow用户
发布于 2014-08-13 20:53:17
如果CoreMotion和SceneKit对欧拉角不使用相同的约定，那么您可能可以使用中间节点来简化转换。例如，通过如下的层次结构：
YawNode
|
|___PitchNode
|
|___RollNode
|
|___CameraNodeYawNode、PitchNode、RollNode将仅围绕一个轴旋转。然后，通过按层次顺序播放，您可以重现CoreMotion的约定。
话虽如此，我不确定转换四元数->欧拉是一个好主意。我怀疑在像0/ PI /2pi这样的角度下，你不会得到连续/平滑的过渡。我会尝试四元数->matrix4，并更新你的节点的“转换”。
https://stackoverflow.com/questions/25282543
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