ios - SCNNode Z轴旋转轴保持不变，而X轴和Y轴在节点旋转时发生变化

Question

我有一个用户可以通过平移手势旋转的节点。用户可以选择 X、Y 或 Z 轴并进行平移，节点将绕该轴旋转。

问题:节点的正面面向摄像头。假设用户向右平移并绕 Y 轴旋转节点。节点的正面现在面向右侧。如果用户切换到 X 轴并向下平移，节点的正面将从其初始的面向右的方向向下旋转(或从用户的角度来看顺时针旋转)。这是期望的行为。当用户切换到 Z 轴旋转时就会出现问题。如果用户切换到 Z 轴旋转并向右平移，节点将向下旋转(从用户的角度来看顺时针旋转)。

本质上，节点的 Z 轴始终保持不变，永远不会偏离其初始方向，但 X 轴和 Y 轴确实会发生变化，受到其他轴旋转的影响。

谁能解释一下这是什么原因吗？

下面是我用来旋转节点的代码:

let translation = sender.translation(in: sceneView)
        var newAngleX = Float(translation.y)*Float((Double.pi)/180.0)
        var newAngleY = Float(translation.x)*Float((Double.pi)/180.0)
        var newAngleZ = Float(translation.x)*Float((Double.pi)/180.0)

        if axisSelected == "x" {
            newAngleX += currentAngleX
            node.eulerAngles.x = newAngleX
            if(sender.state == .ended) {
                currentAngleX = newAngleX
            }
        }
        if axisSelected == "y" {
            newAngleY += currentAngleY
            node.eulerAngles.y = newAngleY
            if(sender.state == .ended) {
                currentAngleY = newAngleY
            }
        }
        if axisSelected == "z" {
            newAngleZ += currentAngleZ
            node.eulerAngles.z = newAngleZ
            if(sender.state == .ended) {
                currentAngleZ = newAngleZ
            }
        }

Answer 1

正如我之前在 your post 中所写的那样这是一个万向节锁问题。 万向节锁定是三维机构中一个自由度的损失。 SceneKit 中有两个变量:eulerAngles(固有欧拉角，以弧度表示，表示绕 x-y-z 轴 3 次旋转的序列，顺序如下:Z-Y-X 或 滚动、偏航、俯仰)和方向(节点的方向，以四元数表示)。

要摆脱 ARKit 和 SceneKit 中的万向节锁定，您需要使用单位四元数，其分量满足以下方程:

(x * x) + (y * y) + (z * z) + (w * w) == 1

为了正确应用四元数，您还需要使用此结构的第四个组件 (w)。四元数以 SCNVector4 表示，其中 x-y-z 值是归一化分量，w 字段包含旋转角度(以弧度为单位)或扭矩大小(以牛顿米为单位)。

万向节锁定发生在(三个万向节中的两个)轴被驱动成平行配置时。