【问题标题】:Get 3D model's height and its transformed screen coordinates获取 3D 模型的高度及其转换后的屏幕坐标
【发布时间】:2018-03-22 10:27:08
【问题描述】:

我正在使用 ARKit 渲染 Collada (*.dae) 文件。作为ARSCNView 的覆盖,我添加了一个SKScene,它只是显示了一个消息气泡(还没有文字)。

目前,我知道如何修改气泡的位置,使它看起来总是在我的 3D 模型的脚下。我是这样做的:

func renderer(_ renderer: SCNSceneRenderer, didRenderScene scene: SCNScene, atTime time: TimeInterval)  {
    if let overlay = sceneView.overlaySKScene as? BubbleMessageScene {            
        guard let borisNode = sceneView.scene.rootNode.childNode(withName: "boris", recursively: true) else { return }

        let boxWorldCoordinates = sceneView.scene.rootNode.convertPosition(borisNode.position, from:sceneView.scene.rootNode.parent)
        let screenCoordinates = self.sceneView.projectPoint(boxWorldCoordinates)
        let boxY = overlay.size.height - CGFloat(screenCoordinates.y)

        overlay.bubbleNode?.position.x = CGFloat(screenCoordinates.x) - (overlay.bubbleNode?.size.width)!/2
        overlay.bubbleNode?.position.y = boxY
    }
}

但是,我的气泡始终位于 3D 模型的 英尺 处,因为我只能获得模型的 SCNNode 位置,即它被锚定的位置。我希望它位于我的模型的头部。

有没有一种方法可以获取我的 3D 模型的高度,然后是它转换后的屏幕坐标,所以无论我在哪里使用手机,气泡消息看起来总是在头部旁边?

【问题讨论】:

    标签: ios swift arkit


    【解决方案1】:

    每个 SCNNode 都有一个 boundingBox 属性,即:

    物体边界框的最小和最大角点。

    所以这意味着:

    Scene Kit 在局部坐标空间中定义了一个边界框,它使用两个点来标识其角,这隐含地确定了六个轴对齐的平面来标记其边界。例如,如果几何的边界框具有最小角 {-1, 0, 2} 和​​最大角 {3, 4, 5},则几何顶点数据中的所有点的 x 坐标值都在 -1.0 和 3.0 之间, 包括在内。

    如果您在 SceneKit 编辑器中查看,您还可以看到模型的尺寸(以米为单位)(我只是说您可以参考这一点来检查计算):

    在我的示例中,我使用的是上述尺寸的口袋妖怪模型。

    我对模型进行了缩放(您可能也这样做了)例如:

     pokemonModel.scale = SCNVector3(0.01, 0.01, 0.01)
    

    所以为了得到SCNNodeboundingBox,我们可以这样做:

    /// Returns The Original Width & Height Of An SCNNode
    ///
    /// - Parameter node: SCNNode
    func getSizeOfModel(_ node: SCNNode){
    
         //1. Get The Size Of The Node Without Scale
         let (minVec, maxVec) = node.boundingBox
         let unScaledHeight = maxVec.y - minVec.y
         let unScaledWidth = maxVec.x - minVec.x
    
         print("""
             UnScaled Height = \(unScaledHeight)
             UnScaled Width = \(unScaledWidth)
               """)
        }
    

    这样称呼它:

     getSizeOfModel(pokemonModel)
    

    当然,既然我们的 SCNNode 已经被缩放,这并没有太大帮助,所以显然我们需要通过重写函数来考虑这一点:

    /// Returns The Original & Scaled With & Height On An SCNNode
    ///
    /// - Parameters:
    ///   - node: SCNode
    ///   - scalar: Float
    func getOriginalAndScaledSizeOfNode(_ node: SCNNode, scalar: Float){
    
         //1. Get The Size Of The Node Without Scale
         let (minVec, maxVec) = node.boundingBox
         let unScaledHeight = maxVec.y - minVec.y
         let unScaledWidth = maxVec.x - minVec.x
    
         print("""
             UnScaled Height = \(unScaledHeight)
             UnScaled Width = \(unScaledWidth)
             """)
    
    
         //2. Get The Size Of The Node With Scale
         let max = node.boundingBox.max
         let maxScale = SCNVector3(max.x * scalar, max.y * scalar, max.z * scalar)
    
         let min = node.boundingBox.min
         let minScale = SCNVector3(min.x * scalar, min.y * scalar, min.z * scalar)
    
         let heightOfNodeScaled = maxScale.y - minScale.y
         let widthOfNodeScaled = maxScale.x - minScale.x
    
         print("""
             Scaled Height = \(heightOfNodeScaled)
             Scaled Width = \(widthOfNodeScaled)
             """)
    
    }
    

    会这样称呼:

     getOriginalAndScaledSizeOfNode(pokemonModel, scalar: 0.01)
    

    完成此操作后,您说您想在模型上方放置一个“气泡”,然后可以这样做:

    func getSizeOfNodeAndPositionBubble(_ node: SCNNode, scalar: Float){
    
         //1. Get The Size Of The Node Without Scale
         let (minVec, maxVec) = node.boundingBox
         let unScaledHeight = maxVec.y - minVec.y
         let unScaledWidth = maxVec.x - minVec.x
    
         print("""
             UnScaled Height = \(unScaledHeight)
             UnScaled Width = \(unScaledWidth)
             """)
    
         //2. Get The Size Of The Node With Scale
         let max = node.boundingBox.max
         let maxScale = SCNVector3(max.x * scalar, max.y * scalar, max.z * scalar)
    
         let min = node.boundingBox.min
         let minScale = SCNVector3(min.x * scalar, min.y * scalar, min.z * scalar)
    
         let heightOfNodeScaled = maxScale.y - minScale.y
         let widthOfNodeScaled = maxScale.x - minScale.x
    
         print("""
             Scaled Height = \(heightOfNodeScaled)
             Scaled Width = \(widthOfNodeScaled)
             """)
    
         //3. Create A Buubble
         let pointNodeHolder = SCNNode()
         let pointGeometry = SCNSphere(radius: 0.04)
         pointGeometry.firstMaterial?.diffuse.contents = UIColor.cyan
         pointNodeHolder.geometry = pointGeometry
    
         //4. Place The Bubble At The Origin Of The Model, At The Models Origin + It's Height & At The Z Position
    
         pointNodeHolder.position = SCNVector3(node.position.x, node.position.y + heightOfNodeScaled, node.position.z)
              self.augmentedRealityView.scene.rootNode.addChildNode(pointNodeHolder)
    
    }
    

    这会产生以下结果(我也在其他一些不幸的口袋妖怪上进行了测试):

    您可能还想在计算中添加一些“填充”,以便节点比模型顶部高一点,例如:

     pointNodeHolder.position = SCNVector3(node.position.x, node.position.y + heightOfNodeScaled + 0.1, node.position.z) 
    

    我的数学不太好,它使用 SCNNode 作为气泡而不是 SKScene,但希望它会为您指明正确的方向...

    【讨论】:

    • 谢谢,其实这句话让我明白了:物体边界框的最小和最大角点。 没看懂是corners 我用这个功能得到的盒子。当然,感谢您提供的所有细节,这将为我节省一些时间!非常感谢。
    • @BlackMirrorz 我对未缩放模型的边界框宽度和深度有误。只有高度是对的。这种行为的任何具体原因。我在目标c中这样做。任何帮助将不胜感激。
    【解决方案2】:

    你可以得到 borisNode.boundingBox : (float3, float3) 来计算节点的大小,你得到一个 2 点的元组,然后通过从一个点减去另一个点来计算高度。最后将叠加层的 Y 位置移动你得到的数字。

    【讨论】:

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