Swift 在SceneKit中绘制三维圆弧和螺旋线

最近的一个问题让我再次想起了SceneKit，我想起了一个我从未解决过的问题

我的应用程序使用SK显示天线设计。大多数天线使用金属棒和网状反射器，所以我使用SCN圆柱作为天线棒，SCN平面作为反射器，SCN地板作为地面。整个过程花了几个小时，我完全不懂3D

但有些天线使用弯曲成圆弧或螺旋的电线，我在这里用几个圆柱端对端地做了一些蹩脚的分段物体。看起来很好吃

理想情况下，我想一个单一的对象，渲染一个圆柱截面的弧或螺旋。基本上是斯坎特罗斯，但有一个开始和结束的角度。谈到在SK中使用UIBezierPath，但它使用

extrupt

生成带状形状。有没有一种方法可以做一些类似的事情，但是要有一个圆柱体的横截面（比如一个部分的圆锥形）

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我知道我可以通过创建顶点（和法线等）来创建自定义形状，但我希望我错过了一个更简单的解决方案。

以下是一些可能会有所帮助的起点

一种方法是使用更多的圆柱体，使其更短。这与SCNGeometry原语的各种

segmentCount

属性背后的想法相同。我们能看到当前链接圆柱体版本的屏幕截图吗

如果增加

高度分段计数

，可以使用此处概述的方法：

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我只是看了一下SCNShape。我想您可以使用着色器修改器将挤出的形状扭曲为圆形横截面。但是SCNShape似乎没有公开段计数属性，我认为您需要创建足够的拉伸段以获得良好的外观。

chamferRadius

和

chamferRadius

属性看起来很有趣。我想知道您是否可以使用这些来创建一个看起来不错的拉伸。

您可以使用

SCNShape

完成的圆弧。从我的另一个答案中的技术开始，得到一个拉伸的带状弧线。您需要确保路径追溯到自身的部分偏移的距离与拉伸深度相同，因此最终得到的形状横截面为正方形

要使其横截面为圆形，请使用属性-为其指定四分之一圆的路径，并将倒角半径设置为挤出深度的一半，四个四分之一圆倒角将相交，形成圆形横截面

螺旋线是另一个故事

SCNShape

采用平面路径（仅在二维中变化）并将其挤出以生成三维实体。螺旋线是一条从三维开始变化的路径。SceneKit没有任何东西可以用这样的术语描述形状，所以这里没有超简单的答案

HalMueller提到的着色器修改器解决方案很有趣，但存在问题。在几何体入口点使用修改器进行简单的弯曲很简单，例如，将每个y坐标偏移一定量，甚至偏移量也是原因的函数。但这是一个一维变换，所以你不能用它来缠绕导线。（它也会改变横截面。）最重要的是，着色器修改器在渲染时出现在GPU上，因此它们的效果是一种错觉：SceneKit模型中的“真实”几何体仍然是圆柱体，因此命中测试等功能适用于该几何体，而不适用于变换的几何体

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制作类似螺旋的东西的最佳解决方案可能是自定义几何体—生成自己的顶点数据（

SCNGeometrySource

）。如果你遵循螺旋线的形状，那么找到螺旋线上的点集的数学非常简单。若要围绕其包裹横截面，请按照创建螺旋上每个点的局部坐标系。然后制作一个索引缓冲区（

SCNGeometryElement

），将所有这些点缝合到一个带有三角形或三边三角形的曲面中。（好吧，这是一个很深的话题，但是完整的教程对于一个非常好的答案来说太大了。不过，这应该足够作为一个面包屑开始了……

最优秀的答案。关于命中测试的这一点特别有趣，这是我从未考虑过的。