rotation - 获取 ARKit pointOfView 的 Y 旋转

Question

我正在尝试获取 ARKit 场景中现实生活中的视角(0 - 360 度)。我使用来自 pointOfView 的 SCNNode 的欧拉角。

print("\(pointOfView.eulerAngles.y.radiansToDegrees)")

问题是，当向北看时，我得到的结果是 0，当向南看时，我也得到 0。当向东北看时，我得到 -45 度，当向东南看时，我也得到 -45度。似乎SCNNode无法确定南北，只能确定西和东。有什么建议吗？

我通常需要在 ARKit 现实世界场景中实现雷达 View 。预期行为为北:0，东:90，南:180，西:270。

提前致谢!

Answer 1

我刚刚正在研究类似的情况。你所追求的我称之为“标题”，它并不像你想象的那么容易清晰地定义。

快速背景:仅供引用，有两种旋转，“欧拉”，它们相对于现实世界空间，但在“俯仰”极端处受到所谓的万向节锁定的影响。然后是相对于设备轴的旋转角度，保存在 ARCamera 的 Transform 属性中。

为了说明差异，euler.y 始终表示设备面向的方式(除非它是平的，在这种情况下万向节锁会弄乱它，因此我们的问题)，而变换 y 始终意味着通过手机绕垂直轴旋转(这让事情变得更加困惑，它是基于 ARKit 中横向放置的设备)。

(旁注:如果您习惯了 CoreMotion，您可能会注意到，在 ARKit 中，当设备平放时会发生万向锁定，而在 CM 中则为直立状态。

那么我们如何获得一个无论设备是平放还是直立都有效的“标题”呢？下面的解决方案(抱歉，它是 Objective-C!)执行以下操作:

1. 取两个法线向量，一个沿着手机的 Z 轴(直接从屏幕伸出)，另一个伸出手机底部，我称之为 -Y 轴(尽管它实际上是 +X 轴)横屏时)。

2. 通过设备变换(不是欧拉变换)旋转矢量，投影到 XZ 平面上并获取投影矢量相对于 Z 轴的角度。

3. 当手机直立时，Z 法线将是完美的航向，但当手机平放时，可使用 Y 法线。在此期间，我们将根据手机的“倾斜”进行“交叉淡入淡出”，即 euler.x。

4. 一个小问题是，当用户将手机稍微向下平放时，Z 法线给出的航向会翻转。我们真的不希望出现这种情况(更多的是从用户体验角度而不是数学角度)，所以让我们检测这种“向下倾斜”，并在发生时将 zHeading 翻转 180°。

无论设备方向如何，最终结果都是一致且平滑的标题。它甚至可以在设备在纵向和横向之间移动时工作......哇!

// Create a Quaternion representing the devices curent rotation (NOT the same as the euler angles!)
GLKMatrix3 deviceRotM = GLKMatrix4GetMatrix3(SCNMatrix4ToGLKMatrix4(SCNMatrix4FromMat4(camera.transform)));
GLKQuaternion Q = GLKQuaternionMakeWithMatrix3(deviceRotM);

// We want to use the phone's Z normal (in the phone's reference frame) projected onto XZ to get the angle when the phone is upright BUT the Y normal when it's horizontal. We'll crossfade between the two based on the phone tilt (euler x)...
GLKVector3 phoneZNormal = GLKQuaternionRotateVector3(Q, GLKVector3Make(0, 0, 1));
GLKVector3 phoneYNormal = GLKQuaternionRotateVector3(Q, GLKVector3Make(1, 0, 0)); // why 1,0,0? Rotation=(0,0,0) is when the phone is landscape and upright. We want the vector that will point to +Z when the phone is portrait and flat

float zHeading = atan2f(phoneZNormal.x, phoneZNormal.z);
float yHeading = atan2f(phoneYNormal.x, phoneYNormal.z);

// Flip the zHeading if phone is tilting down, ie. the normal pointing down the device suddenly has a +y component
BOOL isDownTilt = phoneYNormal.y > 0;
if (isDownTilt) {
    zHeading = zHeading + M_PI;
    if (zHeading > M_PI) {
        zHeading -= 2 * M_PI;
    }
}

float a = fabs(camera.eulerAngles.x / M_PI_2);
float heading = a * yHeading + (1 - a) * zHeading;

NSLog(@"euler: %3.1f˚   %3.1f˚   %3.1f˚    zHeading=%3.1f˚    yHeading=%3.1f˚    heading=%3.1f˚    a=%.2f    status:%li:%li  zNorm=(%3.2f, %3.2f, %3.2f)    yNorm=(%3.2f, %3.2f, %3.2f)", GLKMathRadiansToDegrees(camera.eulerAngles.x), GLKMathRadiansToDegrees(camera.eulerAngles.y), GLKMathRadiansToDegrees(camera.eulerAngles.z), GLKMathRadiansToDegrees(zHeading), GLKMathRadiansToDegrees(yHeading), GLKMathRadiansToDegrees(heading), a, camera.trackingState, camera.trackingStateReason, phoneZNormal.x, phoneZNormal.y, phoneZNormal.z, phoneYNormal.x, phoneYNormal.y, phoneYNormal.z);