Ios SceneKit applyTorque

我正在尝试将RQUE应用于场景中的节点。文件规定：

扭矩矢量的每个分量都与绕转子的旋转有关 SCN节点局部坐标系中的对应轴 包含物理体的对象。例如，施加扭矩为 {0.0,0.0,1.0}会使节点围绕其周围的节点逆时针旋转 z轴

然而，在我的测试中，物理动画似乎并不影响对象的实际位置。因此，轴保持静止（即使实际节点明显移动）。这导致扭矩始终从同一方向施加（场景启动时z轴位于何处）

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我希望能够应用扭矩，使其相对于对象始终保持恒定（例如，使节点围绕节点的presentationNode的z轴逆时针旋转，而不是场景启动时节点的位置）

SceneKit使用每个节点的两个版本：模型节点定义静态行为，表示节点是动态行为中实际涉及并在屏幕上使用的节点。此分区镜像了核心动画中使用的部分，并启用了隐式动画等功能（您可以执行设置

节点.position

并将其动画化为新值，而无需查询

节点.position

的代码的其他部分在动画期间处理中间值）

物理操作是在演示节点上进行的，但在某些情况下（如本例）会在场景空间中进行输入

但是，表示节点和场景之间的唯一区别在于坐标空间，因此您需要做的就是将向量从表示空间转换为场景空间。（场景的根节点不应通过物理、动作或空中动画进行变换，因此模型场景空间和演示场景空间之间没有实际区别。）为此，请使用SceneKit提供的坐标转换方法之一，例如

这里有一个快速的游乐场，可以说明你的困境：

import Cocoa
import SceneKit
import XCPlayground

// Set up a scene for our tests
let scene = SCNScene()
let view = SCNView(frame: NSRect(x: 0, y: 0, width: 500, height: 500))
view.autoenablesDefaultLighting = true
view.scene = scene
let cameraNode = SCNNode()
cameraNode.camera = SCNCamera()
cameraNode.position = SCNVector3(x: 0, y: 0, z: 5)
scene.rootNode.addChildNode(cameraNode)
XCPShowView("view", view)

// Make a pyramid to test on
let node = SCNNode(geometry: SCNPyramid(width: 1, height: 1, length: 1))
scene.rootNode.addChildNode(node)
node.physicsBody = SCNPhysicsBody.dynamicBody()
scene.physicsWorld.gravity = SCNVector3Zero // Don't fall off screen

// Rotate around the axis that looks into the screen
node.physicsBody?.applyTorque(SCNVector4(x: 0, y: 0, z: 1, w: 0.1), impulse: true)

// Wait a bit, then try to rotate around the y-axis
node.runAction(SCNAction.waitForDuration(10), completionHandler: {
    var axis = SCNVector3(x: 0, y: 1, z: 0)
    node.physicsBody?.applyTorque(SCNVector4(x: axis.x, y: axis.y, z: axis.z, w: 1), impulse: true)
})

第二次旋转有效地围绕屏幕的y轴旋转棱锥体，而不是通过棱锥体顶点的y轴。正如你所注意到的，在第一次旋转之前，它围绕着金字塔的y轴旋转；i、 e.场景的y轴（不受物理影响），而不是演示节点的y轴（通过物理旋转）

要修复此问题，请插入以下行（在以

var axis

开头的行之后）：

调用会说“在场景坐标空间中给我一个向量，它相当于表示节点空间中的向量”。当您围绕转换的轴应用扭矩时，它会有效地转换回表示节点的空间以模拟物理，因此您可以看到它围绕您想要的轴旋转

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更新：有些坐标空间错误，但最终结果几乎相同。

不幸的是，rickster提供的解决方案对我不起作用：(

为了解决这个难题，我创建了（我认为是）一个非常不标准的解决方案（更多的是概念证明）。它涉及到在我试图找到的轴上创建（空）对象，然后我使用它们的位置来找到与轴对齐的向量

因为我有一个相当复杂的场景，所以我从COLLADA文件加载它。在该文件中，我模拟了一个简单的坐标三脚架：三个正交的圆柱体，顶部有圆锥体（这使我们更容易看到正在发生的事情）

然后，我将这个三脚架对象约束到我试图施加扭矩的对象上。通过这种方式，我可以在我试图施加扭矩的对象的presentationNode的轴上检索两点。然后，我可以使用这两点来确定施加扭矩的向量

// calculate orientation vector in the most unimaginative way possible

// retrieve axis tripod objects. We will be using these as guide objects.
// The tripod is constructed as a cylinder called "Xaxis" with a cone at the top.
// All loaded from an external COLLADA file.

SCNNode *XaxisRoot = [scene.rootNode childNodeWithName:@"XAxis" recursively:YES];
SCNNode *XaxisTip = [XaxisRoot childNodeWithName:@"Cone" recursively:NO];


// To devise the vector we will need two points. One is the root of our tripod,
// the other is at the tip. First, we get their positions. As they are constrained
// to the _rotatingNode, presentationNode.position is always the same .position
// because presentationNode returns position in relation to the parent node.

SCNVector3 XaxisRootPos = XaxisRoot.position;
SCNVector3 XaxisTipPos = XaxisTip.position;


// We then convert these two points into _rotatingNode coordinate space. This is
// the coordinate space applyTorque seems to be using.

XaxisRootPos = [_rotatingNode convertPosition:XaxisRootPos fromNode:_rotatingNode.presentationNode];
XaxisTipPos = [_rotatingNode convertPosition:XaxisTipPos fromNode:_rotatingNode.presentationNode];

// Now, we have two *points* in _rotatingNode coordinate space. One is at the center
// of our _rotatingNode, the other is somewhere along it's Xaxis. Subtracting them
// will give us the *vector* aligned to the x axis of our _rotatingNode

GLKVector3 rawXRotationAxes = GLKVector3Subtract(SCNVector3ToGLKVector3(XaxisRootPos), SCNVector3ToGLKVector3(XaxisTipPos));

// we now normalise this vector
GLKVector3 normalisedXRotationAxes = GLKVector3Normalize(rawXRotationAxes);

//finally we are able to apply toque reliably
[_rotatingNode.physicsBody applyTorque:SCNVector4Make(normalisedXRotationAxis.x,normalisedXRotationAxis.y,normalisedXRotationAxis.z, 500) impulse:YES];

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正如您可能看到的，我在SceneKit方面非常缺乏经验，但即使是我也可以看到更简单/优化的解决方案确实存在，但我无法找到：（

我最近遇到了同样的问题，如何将扭矩从对象的局部空间转换为

applyTorque

方法所需的世界空间。使用节点的

convertPosition:toNode

和

fromNode

方法的问题是，它们也将节点的平移应用于扭矩，因此这仅在节点位于0,0,0时有效。这些方法所做的是将SCInvector3视为w分量为1.0的vec4。我们只想应用旋转，换句话说，我们希望vec4的w分量为0。与SceneKit不同，GLKit为我们提供了两个选项，用于如何让VEC3相乘：

在哪里

将输入向量视为w分量为0.0的4分量向量

在哪里

将输入向量视为w分量为1.0的4分量向量

我们想要的是前者，只是旋转，不是平移

因此，我们可以往返到GLKit。例如，将局部x轴（1,0,0），例如俯仰旋转，转换为施加扭矩所需的全局轴，如下所示：

    let local = GLKMatrix4MultiplyVector3(SCNMatrix4ToGLKMatrix4(node.presentationNode.worldTransform), GLKVector3(v: (1,0,0)))
    node.physicsBody?.applyTorque(SCNVector4(local.x, local.y, local.z, 10), impulse: false)

然而，更快捷的方法是为mat4*vec3添加一个

*

操作符，该操作符将vec3视为具有0.0 w组件的vec4。如下所示：

func * (left: SCNMatrix4, right: SCNVector3) -> SCNVector3 { //multiply mat4 by vec3 as if w is 0.0
    return SCNVector3(
        left.m11 * right.x + left.m21 * right.y + left.m31 * right.z,
        left.m12 * right.x + left.m22 * right.y + left.m32 * right.z,
        left.m13 * right.x + left.m23 * right.y + left.m33 * right.z
    )
}

虽然这个操作符假设我们希望向量3如何相乘，但我的推理是，由于

convertPosition

方法已经将w视为1，因此有一个

*

操作符也这样做是多余的

您还可以添加一个mat4*SCONVERTOR4运算符，让用户明确地选择是否希望w为0或1

因此，我们不必从SceneKit往返到GLKit，只需写下：

    let local = node.presentationNode.worldTransform * SCNVector3(1,0,0)
    node.physicsBody?.applyTorque(SCNVector4(local.x, local.y, local.z, 10), impulse: false)

可以使用此方法使用一个

applyTorque

c在多个轴上应用旋转

    let local = node.presentationNode.worldTransform * SCNVector3(1,0,0)
    node.physicsBody?.applyTorque(SCNVector4(local.x, local.y, local.z, 10), impulse: false)