在pointOfView获得ARK的Y旋转

Posted 2021-04-17

我试图在ARKit场景（0 - 360度）中获得视角的真实生活角度。我正在使用来自观点的SCNNode的欧拉角。

print("(pointOfView.eulerAngles.y.radiansToDegrees)")

问题是，当向北看时，我得到的结果为0，当向南看时，我也得到0.当看NE时，我得到-45度，当看SE时，我也得到-45度。似乎SCNNode无法确定南北之间，只能介于西方和东方之间。有什么建议？

我通常需要在我的ARKit现实世界场景中实现雷达视图。预期的行为是北：0，东：90，南：180，西：270。

提前致谢！

答案

我刚刚开始研究类似的情况。在我称之为“标题”之后你是什么，这不像你想象的那样容易定义。

快速背景：仅供参考，有两种旋转，“欧拉”，它们相对于现实世界空间而言，在“极端”极端情况下遭受了他们所谓的万向锁。然后是相对于设备轴的旋转角度，保持在ARCamera的变换属性中。

为了说明差异，euler.y总是意味着设备面向的方式（除非它是扁平的，在这种情况下，万向节锁将其弄脏，因此我们的问题），而变换y总是意味着围绕垂直轴旋转通过电话（其中，只是为了让事情更加混乱，基于ARKit中的设备持有景观）。

（旁注：如果你习惯了CoreMotion，你可能已经注意到在ARKit中，当设备保持平坦时会发生万向节锁定，而在CM中它是直立的）。

那么，无论设备是扁平还是直立，我们如何获得“标题”？下面的解决方案（抱歉，它的目标是c！）执行以下操作：

1. 取两个法线向量，一个沿着手机的Z轴（从屏幕直接出来）和一个伸出手机底部的向量，我称之为-Y轴（尽管它实际上是+ X轴，当保持风景）。
2. 通过设备的变换（不是Euler）旋转矢量，投影到XZ平面上，并获得Z轴的投影矢量角度。
3. 当手机处于直立状态时，Z Normal将是完美的标题，但是当手机是平的时，Y标准是正常使用的。在两者之间，我们将根据手机的“倾斜”（即euler.x）“交叉淡化”。
4. 一个小问题是，当用户将手机稍微向下压过平面时，由Z Normal给出的标题翻转。我们并不是真的想要这个（更多来自用户体验的视角而不是数学视角）所以让我们检测到这种“向下倾斜”并在发生时将zHeading翻转180˚。

无论设备方向如何，最终结果都是一致且平滑的heading。当设备在肖像和风景之间移动时，它甚至可以工作...... huzzah！

// Create a Quaternion representing the devices curent rotation (NOT the same as the euler angles!)
GLKMatrix3 deviceRotM = GLKMatrix4GetMatrix3(SCNMatrix4ToGLKMatrix4(SCNMatrix4FromMat4(camera.transform)));
GLKQuaternion Q = GLKQuaternionMakeWithMatrix3(deviceRotM);

// We want to use the phone's Z normal (in the phone's reference frame) projected onto XZ to get the angle when the phone is upright BUT the Y normal when it's horizontal. We'll crossfade between the two based on the phone tilt (euler x)...
GLKVector3 phoneZNormal = GLKQuaternionRotateVector3(Q, GLKVector3Make(0, 0, 1));
GLKVector3 phoneYNormal = GLKQuaternionRotateVector3(Q, GLKVector3Make(1, 0, 0)); // why 1,0,0? Rotation=(0,0,0) is when the phone is landscape and upright. We want the vector that will point to +Z when the phone is portrait and flat

float zHeading = atan2f(phoneZNormal.x, phoneZNormal.z);
float yHeading = atan2f(phoneYNormal.x, phoneYNormal.z);

// Flip the zHeading if phone is tilting down, ie. the normal pointing down the device suddenly has a +y component
BOOL isDownTilt = phoneYNormal.y > 0;
if (isDownTilt) {
    zHeading = zHeading + M_PI;
    if (zHeading > M_PI) {
        zHeading -= 2 * M_PI;
    }
}

float a = fabs(camera.eulerAngles.x / M_PI_2);
float heading = a * yHeading + (1 - a) * zHeading;

NSLog(@"euler: %3.1f˚   %3.1f˚   %3.1f˚    zHeading=%3.1f˚    yHeading=%3.1f˚    heading=%3.1f˚    a=%.2f    status:%li:%li  zNorm=(%3.2f, %3.2f, %3.2f)    yNorm=(%3.2f, %3.2f, %3.2f)", GLKMathRadiansToDegrees(camera.eulerAngles.x), GLKMathRadiansToDegrees(camera.eulerAngles.y), GLKMathRadiansToDegrees(camera.eulerAngles.z), GLKMathRadiansToDegrees(zHeading), GLKMathRadiansToDegrees(yHeading), GLKMathRadiansToDegrees(heading), a, camera.trackingState, camera.trackingStateReason, phoneZNormal.x, phoneZNormal.y, phoneZNormal.z, phoneYNormal.x, phoneYNormal.y, phoneYNormal.z);