了解 ARKit 中的坐标空间答案

【问题标题】：Understand coordinate spaces in ARKit了解 ARKit 中的坐标空间
【发布时间】：2018-03-09 00:12:49
【问题描述】：

我已阅读所有有关 ARKit 的 Apple 指南，并观看了 WWDC video。但我不明白如何绑定到的坐标系：

一个真实的世界
一个设备
3D 场景

相互连接。

我可以添加一个对象，例如SCNPlane：

let stripe = SCNPlane(width: 0.005, height: 0.1)
let stripeNode = SCNNode(geometry: stripe)
scene.rootNode.addChildNode(stripeNode)

这将产生一条垂直方向的白色条纹，无论此时设备的方向如何。这意味着坐标系以某种方式与重力绑定！但是如果我尝试每帧打印upAxisattribute of the SCNScene，无论我如何旋转iPhone，它都是一样的。我也尝试打印stripeNode.worldTransform，它也没有改变。

欢迎任何有助于理解ARKit 坐标的帮助。

【问题讨论】：

标签： ios swift 3d augmented-reality arkit

【解决方案1】：

默认情况下，ARKit 中的世界坐标系基于 ARKit 对您设备周围真实世界的理解。（是的，它是oriented to gravity，这要归功于设备的运动感应硬件。）

此外，默认情况下，当您在 ARKit 会话中使用 ARSCNView 显示 SceneKit 内容时，场景的 rootNode 坐标系与 ARKit 世界坐标系相匹配。这意味着无论您如何移动设备，场景空间中的“向上”始终与现实世界空间中的“向上”相同。

^{除此之外：您在其中找到upAxis 的scene attributes API 并不是您认为的那样。这些用于从文件加载的场景的固有设置 - 例如有人向您发送了一个在 3D 创作工具中设计的 DAE 文件，其中 Z 轴表示“向上”，因此该属性告诉 SceneKit 旋转该文件中的数据以适应 SceneKit 的 Y-up 坐标系统约定。}

^{如果你想找到某个 SceneKit 节点相对于世界空间的上轴，worldUp 或 simdWorldUp 属性就是你想要的。然而，这些是相对于世界空间。没有 API 可以询问世界空间本身指向的方向，因为这意味着相对于其他事物的方向……而世界空间是其他一切都相对的“绝对”坐标系。所以你必须依赖definition。}

这种坐标系匹配的好处在于，您可以非常轻松地将 SceneKit 的东西放在现实世界的空间中。您的代码在0, 0, 0 处放置了一条白色条纹，因为您没有明确地给它一个位置。在 ARKit 会话中，0, 0, 0 是您开始会话时设备的位置……因此您应该能够运行该代码，然后后退一步以查看您的 white stripe。

简而言之，ARKit 的坐标系模型是这样的：世界是固定的，你的设备/相机在其中移动。

这意味着，如果您想对设备的当前位置/方向进行任何操作，则需要转换为相机空间。

如果您正在使用 SceneKit，这很容易：view.pointOfView 为您提供 SceneKit 相机节点，因此您可以...

将子节点添加到该节点，当您移动它时，它们将保持“连接”到相机（例如 HUD 元素，或者如果您正在制作类似 Minecraft 的游戏，则可能是镐）
使用相机节点作为constraint 的目标，使场景中的其他内容在您移动时与相机交互（例如，让游戏角色看着相机）
使用相机节点的变换（或用于访问部分变换的各种便利属性）来定位场景中的其他内容（例如node.position = view.pointOfView.simdWorldFront + float3(0, 0, -0.5) 将节点放置在相机当前位置前方 50 厘米处）

【讨论】：