iOS 上 Swift 中的自定义 SceneKit 几何图形不起作用，但等效的 Objective C 代码可以

Posted 2023-03-23

【中文标题】iOS 上 Swift 中的自定义 SceneKit 几何图形不起作用，但等效的 Objective C 代码可以

【英文标题】：Custom SceneKit Geometry in Swift on iOS not working but equivalent Objective C code does

【发布时间】：2014-08-21 00:15:00

【问题描述】：

我热衷于采用新的 Swift 语言，因为这似乎是 Apple 开发的前进方向。 ios 8 中新的 SceneKit 支持也给我留下了深刻的印象。我想在运行时以编程方式创建自定义几何图形，但我很难让 Swift 代码正常工作。然而，Objective C 中的等效代码可以正常工作。

这可能是一个错误，或者我做错了什么。

我只是想创建和渲染一个三角形。为简单起见，此时我将忽略法线和纹理等。所以我只希望看到一个黑色的三角形。

Swift 代码（不工作）

var verts = [SCNVector3(x: 0,y: 0,z: 0),SCNVector3(x: 1,y: 0,z: 0),SCNVector3(x: 0,y: 1,z: 0)]

let src = SCNGeometrySource(vertices: &verts, count: 3)
let indexes:Int[]=[0,1,2]
let dat  = NSData(bytes: indexes, length: sizeofValue(indexes))
let ele = SCNGeometryElement(data:dat, primitiveType: .Triangles, primitiveCount: 1, bytesPerIndex: sizeof(Int))
let geo = SCNGeometry(sources: [src], elements: [ele])

let nd = SCNNode(geometry: geo)
scene.rootNode.addChildNode(nd)

Objective C 代码（确实有效）

SCNVector3 verts[] =  SCNVector3Make(0, 0, 0), SCNVector3Make(1, 0, 0), SCNVector3Make(0, 1, 0) ;
SCNGeometrySource *src = [SCNGeometrySource geometrySourceWithVertices:verts count:3];

int indexes[] =  0, 1, 2 ;
NSData *datIndexes = [NSData dataWithBytes:indexes length:sizeof(indexes)];
SCNGeometryElement *ele = [SCNGeometryElement geometryElementWithData:datIndexes primitiveType:SCNGeometryPrimitiveTypeTriangles primitiveCount:1 bytesPerIndex:sizeof(int)];
SCNGeometry *geo = [SCNGeometry geometryWithSources:@[src] elements:@[ele]];

SCNNode *nd = [SCNNode nodeWithGeometry:geo];
d
[scene.rootNode addChildNode:nd];

任何指针将不胜感激。

【问题讨论】：

Swift 代码在什么情况下不起作用？不编译？运行时错误？

抱歉，没有编译或运行时错误。它只是没有像 Objective-c 那样渲染黑脸

【参考方案1】：

嗯，这两段代码并没有完全相互翻译。 C 中的 int 与 Swift 中的 Int 不同。在 Swift 中它实际上被称为 CInt：

/// The C 'int' type.
typealias CInt = Int32

如果您将这两个匹配项更改为使用 CInt，您之前收到的错误消息就会消失（至少对我来说是在 OS X Playground 中。但是，它仍然不会为我呈现任何内容。

我不认为sizeofValue 用于返回数组的大小。在我看来，它正在返回指针的大小：

let indexes: CInt[] = [0, 1, 2]
sizeofValue(indexes)                   // is 8
sizeof(CInt)                           // is 4
sizeof(CInt) * countElements(indexes)  // is 12

// compare to other CInt[]
let empty: CInt[] = []
let large: CInt[] = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

sizeofValue(indexes)                   // is 8 (your array of indices again)
sizeofValue(empty)                     // is 8
sizeofValue(large)                     // is 8

所以，对我来说，以下代码有效（我将参数放在不同的行上，以便更容易指出我的更改）：

let src = SCNGeometrySource(vertices: &verts, count: 3)
let indexes: CInt[] = [0, 1, 2] // Changed to CInt

let dat  = NSData(
    bytes: indexes,
    length: sizeof(CInt) * countElements(indexes) // Changed to size of CInt * count
)
let ele = SCNGeometryElement(
    data: dat,
    primitiveType: .Triangles,
    primitiveCount: 1,
    bytesPerIndex: sizeof(CInt) // Changed to CInt
)
let geo = SCNGeometry(sources: [src], elements: [ele])

let nd = SCNNode(geometry: geo)
scene.rootNode.addChildNode(nd)

有了这个结果：

【讨论】：

嗨，大卫，感谢您的“Swift”回复。你是绝对正确的，奇怪的是，我曾经使用 CShort 并将 NSData 长度硬编码为 6。但即使这样现在似乎也有效。我想我可能已经将唯一的 Light 从 Omni 更改为 Ambient，但这并没有帮助。

嘿大卫，我发布了一个关于顶点和 ARKit 的有趣问题（有赏金）。你介意看看吗？ ***.com/questions/63662318/…我们好像没找到解决办法啊

【参考方案2】：

大卫的回答还不错，但是要呈现一个更完整的画面……

结构体的 Swift 数组将其数据打包在一起，就像 C 结构体数组一样，而不是 NSValue 包装的结构体的 ObjC NSArray。还有you can pass a Swift array to (Obj)C APIs that take a CMutablePointer or similar，所以从 Swift 数组构造 NSData 非常酷。

结构数组/结构体也是如此，只要它们最终都归结为标量类型。

即使在 ObjC 中，创建 SCNVector3 的数组也可能存在问题，因为该结构的元素类型在 32/64 位架构之间会发生变化。

sizeOfValue 对于 Beta 2 中的数组似乎没有按预期工作，所以我推荐filing a bug。

如果您在自定义结构中实现ArrayLiteralConvertible 协议，则可以简洁地声明嵌套结构值的数组。

如果您意识到这些问题，您可以在 Swift 中使用与 (Obj)C 中相同的顶点/索引缓冲区管理技巧，但有一些变化。例如，这里有一个 sn-p，它使用交错的顶点和法线数据构建自定义几何体（这有利于 iOS 设备 GPU 上的性能）：

struct Float3 : ArrayLiteralConvertible 
    typealias Element = GLfloat
    var x, y, z: GLfloat
    init(arrayLiteral elements: Element...) 
        self.x = elements[0]
        self.y = elements[1]
        self.z = elements[2]
    


struct Vertex: ArrayLiteralConvertible 
    typealias Element = Float3
    var position, normal: Float3
    init(arrayLiteral elements: Element...) 
        self.position = elements[0]
        self.normal = elements[1]
    


// This must be a var, not a let, because it gets passed to a CMutablePointer
var vertices: Vertex[] = [
    [ [+0.5, -0.5, -0.5],      [+1.0, +0.0, +0.0] ],
    [ [+0.5, +0.5, -0.5],      [+1.0, +0.0, +0.0] ],
    // ... lots more vertices here!
]

let data = NSData(bytes: vertices, length: vertices.count * sizeof(Vertex))

let vertexSource = SCNGeometrySource(data: data,
               semantic: SCNGeometrySourceSemanticVertex,
            vectorCount: vertices.count,
        floatComponents: true,
    componentsPerVector: 3,
      bytesPerComponent: sizeof(GLfloat),
             dataOffset: 0,
             dataStride: sizeof(Vertex))

let normalSource = SCNGeometrySource(data: data,
               semantic: SCNGeometrySourceSemanticNormal,
            vectorCount: vertices.count,
        floatComponents: true,
    componentsPerVector: 3,
      bytesPerComponent: sizeof(GLfloat),
// no offsetof() in Swift, but Vertex has one Float3 before normal
             dataOffset: sizeof(Float3), 
             dataStride: sizeof(Vertex))

// use a Swift Range to quickly construct a sequential index buffer
let indexData = NSData(bytes: Array<UInt8>(0..<UInt8(vertices.count)), 
             length: vertices.count * sizeof(UInt8))

let element = SCNGeometryElement(data: indexData, 
              primitiveType: .Triangles, 
             primitiveCount: vertices.count / 3,
              bytesPerIndex: sizeof(UInt8))

let cube = SCNGeometry(sources: [vertexSource, normalSource], elements: [element])

【讨论】：

大小值已在 iOS 8 beta 3 中修复。

数组语法和语义也发生了一些变化——我会在有时间检查代码时更新这个答案。

对于let element = SCNGeometryElement(data: indexData, ..，如果索引数据只是[0,1,2,3,4,etc]，可以说let element = SCNGeometryElement(data: nil, ..。我必须假设 bytesPerIndex 在这种用法中被忽略了。

@rickster 但是您将如何制作 INTERLEAVED indexData（由 Collada 输出）？据我在 SceneKit 中看到的，这是不可能的。

【参考方案3】：

我对 swift 了解不多，但我希望您的“verts”和“indexes”版本在 swift 和 ObjC（实际上是 C）中完全不同。

在您的 C 版本中，您会得到一个 C 结构的 C 数组。在 swift 中，我假设你得到一个包装到 NSValues 中的 SCNVector3 的快速“数组”（相当于 NSArray）。因此，您使用“indexes”字节构建的 NSData 不包含像 C 中那样的浮点值的平面缓冲区。“verts”数组也是如此。

看起来像这样的 C 和 swift 互操作性问题在这里讨论：Swift use c struct