swift - 如何使用 Apple 的 SIMD 库围绕 Y 旋转 arkit 4x4 矩阵？

Question

我正在尝试基于 ARKit 演示实现一些代码，其中有人使用此辅助函数来放置航路点

let rotationMatrix = MatrixHelper.rotateAboutY(
    degrees: bearing * -1
)

如何使用 SIMD 库而不是使用 GLKit 实现 .rotateAboutY 函数？为了方便起见，我可以从原点开始。

我对矩阵数学不太熟悉，所以更基本的解释会很有帮助。

Answer 1

利用内置 SIMD 库进行此类操作的最佳方法(至少，“最佳”意味着“自己做最少的数学运算”)可能是用四元数表示旋转，并在需要时转换为矩阵。

1. 构造一个 simd_quatf 来表示您要应用的轴角度旋转。
2. 将该四元数转换为 4x4 矩阵。

您可以通过单线调用来做到这一点:

let rotationMatrix = float4x4(simd_quatf(angle: radians, axis: axis))

扩展到您的“rotateAboutY”案例:

let radians = degreesToRadians(-bearing) // degrees * .pi / 180
let yAxis = float3(0, 1, 0)
let rotationMatrix = float4x4(simd_quatf(angle: radians, axis: yAxis))

当然，一旦有了旋转矩阵，您就可以使用 * 或 *= 运算符应用它:

someNode.simdTransform *= rotationMatrix

如果您发现自己经常做这样的事情，您可能需要在 float4x4 上编写扩展。

_{Tip: By the way, in Swift (or C++ or Metal shader language) you don't need the simd_ prefix on most (but not all) SIMD types and global functions.}