ARKit從入門到精通（10）-ARKit讓飛機繞着你飛起來

原創 坤小 2020-02-21 04:07
  • 廢話不多說，先看效果
    • 由於是晚上，筆者選擇的是一個檯燈
      • 其實是會一直圍着你轉圈的，只不過筆者不好意思暴露家裏的場景，所以請讀者朋友們見諒~

1101.gif

1.1-ARKit物體圍繞相機旋轉流程介紹

  • 1.點擊屏幕添加物體，已經在第三小節ARKit從入門到精通（3）-ARKit自定義實現中介紹

  • 2.實現物體的圍繞相機旋轉（這裏主要會用到SceneKit框架中內容）

    • 注意：繞相機旋轉的關鍵點在於：在相機的位置創建一個空節點，然後將檯燈添加到這個空節點，最後讓這個空節點自身旋轉，就可以實現檯燈圍繞相機旋轉
      • 1.爲什麼要在相機的位置創建一個空節點呢？因爲你不可能讓相機也旋轉
      • 2.爲什麼不直接讓檯燈旋轉呢？ 這樣的話只能實現檯燈的自轉，而不能實現公轉
  • 核心代碼介紹
#pragma mark- 點擊屏幕添加飛機
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self.planeNode removeFromParentNode];

    //1.使用場景加載scn文件（scn格式文件是一個基於3D建模的文件，使用3DMax軟件可以創建，這裏系統有一個默認的3D飛機）--------在右側我添加了許多3D模型，只需要替換文件名即可
    SCNScene *scene = [SCNScene sceneNamed:@"Models.scnassets/lamp/lamp.scn"];
    //2.獲取檯燈節點（一個場景會有多個節點，此處我們只寫，飛機節點則默認是場景子節點的第一個）
    //所有的場景有且只有一個根節點，其他所有節點都是根節點的子節點

    SCNNode *shipNode = scene.rootNode.childNodes[0];

    self.planeNode = shipNode;

    //檯燈比較大，適當縮放一下並且調整位置讓其在屏幕中間
    shipNode.scale = SCNVector3Make(0.5, 0.5, 0.5);
    shipNode.position = SCNVector3Make(0, -15,-15);
    ;
    //一個檯燈的3D建模不是一氣呵成的，可能會有很多個子節點拼接，所以裏面的子節點也要一起改，否則上面的修改會無效
    for (SCNNode *node in shipNode.childNodes) {
        node.scale = SCNVector3Make(0.5, 0.5, 0.5);
        node.position = SCNVector3Make(0, -15,-15);

    }


    self.planeNode.position = SCNVector3Make(0, 0, -20);

    //3.繞相機旋轉
    //繞相機旋轉的關鍵點在於：在相機的位置創建一個空節點，然後將檯燈添加到這個空節點，最後讓這個空節點自身旋轉，就可以實現檯燈圍繞相機旋轉
    //1.爲什麼要在相機的位置創建一個空節點呢？因爲你不可能讓相機也旋轉
    //2.爲什麼不直接讓檯燈旋轉呢？ 這樣的話只能實現檯燈的自轉，而不能實現公轉
    SCNNode *node1 = [[SCNNode alloc] init];

    //空節點位置與相機節點位置一致
    node1.position = self.arSCNView.scene.rootNode.position;

    //將空節點添加到相機的根節點
    [self.arSCNView.scene.rootNode addChildNode:node1];


    // !!!將檯燈節點作爲空節點的子節點，如果不這樣，那麼你將看到的是檯燈自己在轉，而不是圍着你轉
    [node1 addChildNode:self.planeNode];


    //旋轉核心動畫
    CABasicAnimation *moonRotationAnimation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"rotation"];

    //旋轉週期
    moonRotationAnimation.duration = 30;

    //圍繞Y軸旋轉360度  （不明白ARKit座標系的可以看筆者之前的文章）
    moonRotationAnimation.toValue = [NSValue valueWithSCNVector4:SCNVector4Make(0, 1, 0, M_PI * 2)];
    //無限旋轉  重複次數爲無窮大
    moonRotationAnimation.repeatCount = FLT_MAX;

    //開始旋轉  ！！！：切記這裏是讓空節點旋轉，而不是檯燈節點。  理由同上
    [node1 addAnimation:moonRotationAnimation forKey:@"moon rotation around earth"];



}

1.2-完整代碼

#import "ARSCNViewViewController.h"

//3D遊戲框架
#import <SceneKit/SceneKit.h>
//ARKit框架
#import <ARKit/ARKit.h>

@interface ARSCNViewViewController ()<ARSCNViewDelegate,ARSessionDelegate>

//AR視圖：展示3D界面
@property(nonatomic,strong)ARSCNView *arSCNView;

//AR會話，負責管理相機追蹤配置及3D相機座標
@property(nonatomic,strong)ARSession *arSession;

//會話追蹤配置：負責追蹤相機的運動
@property(nonatomic,strong)ARSessionConfiguration *arSessionConfiguration;

//飛機3D模型(本小節加載多個模型)
@property(nonatomic,strong)SCNNode *planeNode;

@end

@implementation ARSCNViewViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];



    // Do any additional setup after loading the view.
}

- (void)back:(UIButton *)btn
{
    [self dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
}

- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated
{
    [super viewDidAppear:animated];

    //1.將AR視圖添加到當前視圖
    [self.view addSubview:self.arSCNView];
    //2.開啓AR會話（此時相機開始工作）
    [self.arSession runWithConfiguration:self.arSessionConfiguration];


    //添加返回按鈕
    UIButton *btn = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
    [btn setTitle:@"返回" forState:UIControlStateNormal];
    btn.frame = CGRectMake(self.view.bounds.size.width/2-50, self.view.bounds.size.height-100, 100, 50);
    btn.backgroundColor = [UIColor greenColor];
    [btn addTarget:self action:@selector(back:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
    [self.view addSubview:btn];

}

#pragma mark- 點擊屏幕添加飛機
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self.planeNode removeFromParentNode];

    //1.使用場景加載scn文件（scn格式文件是一個基於3D建模的文件，使用3DMax軟件可以創建，這裏系統有一個默認的3D飛機）--------在右側我添加了許多3D模型，只需要替換文件名即可
    SCNScene *scene = [SCNScene sceneNamed:@"Models.scnassets/lamp/lamp.scn"];
    //2.獲取檯燈節點（一個場景會有多個節點，此處我們只寫，飛機節點則默認是場景子節點的第一個）
    //所有的場景有且只有一個根節點，其他所有節點都是根節點的子節點

    SCNNode *shipNode = scene.rootNode.childNodes[0];

    self.planeNode = shipNode;

    //檯燈比較大，適當縮放一下並且調整位置讓其在屏幕中間
    shipNode.scale = SCNVector3Make(0.5, 0.5, 0.5);
    shipNode.position = SCNVector3Make(0, -15,-15);
    ;
    //一個檯燈的3D建模不是一氣呵成的，可能會有很多個子節點拼接，所以裏面的子節點也要一起改，否則上面的修改會無效
    for (SCNNode *node in shipNode.childNodes) {
        node.scale = SCNVector3Make(0.5, 0.5, 0.5);
        node.position = SCNVector3Make(0, -15,-15);

    }


    self.planeNode.position = SCNVector3Make(0, 0, -20);

    //3.繞相機旋轉
    //繞相機旋轉的關鍵點在於：在相機的位置創建一個空節點，然後將檯燈添加到這個空節點，最後讓這個空節點自身旋轉，就可以實現檯燈圍繞相機旋轉
    //1.爲什麼要在相機的位置創建一個空節點呢？因爲你不可能讓相機也旋轉
    //2.爲什麼不直接讓檯燈旋轉呢？ 這樣的話只能實現檯燈的自轉，而不能實現公轉
    SCNNode *node1 = [[SCNNode alloc] init];

    //空節點位置與相機節點位置一致
    node1.position = self.arSCNView.scene.rootNode.position;

    //將空節點添加到相機的根節點
    [self.arSCNView.scene.rootNode addChildNode:node1];


    // !!!將檯燈節點作爲空節點的子節點，如果不這樣，那麼你將看到的是檯燈自己在轉，而不是圍着你轉
    [node1 addChildNode:self.planeNode];


    //旋轉核心動畫
    CABasicAnimation *moonRotationAnimation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"rotation"];

    //旋轉週期
    moonRotationAnimation.duration = 30;

    //圍繞Y軸旋轉360度  （不明白ARKit座標系的可以看筆者之前的文章）
    moonRotationAnimation.toValue = [NSValue valueWithSCNVector4:SCNVector4Make(0, 1, 0, M_PI * 2)];
    //無限旋轉  重複次數爲無窮大
    moonRotationAnimation.repeatCount = FLT_MAX;

    //開始旋轉  ！！！：切記這裏是讓空節點旋轉，而不是檯燈節點。  理由同上
    [node1 addAnimation:moonRotationAnimation forKey:@"moon rotation around earth"];



}

#pragma mark -搭建ARKit環境


//懶加載會話追蹤配置
- (ARSessionConfiguration *)arSessionConfiguration
{
    if (_arSessionConfiguration != nil) {
        return _arSessionConfiguration;
    }

    //1.創建世界追蹤會話配置（使用ARWorldTrackingSessionConfiguration效果更加好），需要A9芯片支持
    ARWorldTrackingSessionConfiguration *configuration = [[ARWorldTrackingSessionConfiguration alloc] init];
    //2.設置追蹤方向（追蹤平面，後面會用到）
    configuration.planeDetection = ARPlaneDetectionHorizontal;
    _arSessionConfiguration = configuration;
    //3.自適應燈光（相機從暗到強光快速過渡效果會平緩一些）
    _arSessionConfiguration.lightEstimationEnabled = YES;

    return _arSessionConfiguration;

}

//懶加載拍攝會話
- (ARSession *)arSession
{
    if(_arSession != nil)
    {
        return _arSession;
    }
    //1.創建會話
    _arSession = [[ARSession alloc] init];
    _arSession.delegate = self;
    //2返回會話
    return _arSession;
}

//創建AR視圖
- (ARSCNView *)arSCNView
{
    if (_arSCNView != nil) {
        return _arSCNView;
    }
    //1.創建AR視圖
    _arSCNView = [[ARSCNView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];

    //2.設置代理  捕捉到平地會在代理回調中返回
    _arSCNView.delegate = self;

    //2.設置視圖會話
    _arSCNView.session = self.arSession;
    //3.自動刷新燈光（3D遊戲用到，此處可忽略）
    _arSCNView.automaticallyUpdatesLighting = YES;

    return _arSCNView;
}

#pragma mark -- ARSCNViewDelegate



//添加節點時候調用（當開啓平地捕捉模式之後，如果捕捉到平地，ARKit會自動添加一個平地節點）
- (void)renderer:(id <SCNSceneRenderer>)renderer didAddNode:(SCNNode *)node forAnchor:(ARAnchor *)anchor
{


}

//刷新時調用
- (void)renderer:(id <SCNSceneRenderer>)renderer willUpdateNode:(SCNNode *)node forAnchor:(ARAnchor *)anchor
{
    NSLog(@"刷新中");
}

//更新節點時調用
- (void)renderer:(id <SCNSceneRenderer>)renderer didUpdateNode:(SCNNode *)node forAnchor:(ARAnchor *)anchor
{
    NSLog(@"節點更新");

}

//移除節點時調用
- (void)renderer:(id <SCNSceneRenderer>)renderer didRemoveNode:(SCNNode *)node forAnchor:(ARAnchor *)anchor
{
    NSLog(@"節點移除");
}

#pragma mark -ARSessionDelegate

//會話位置更新（監聽相機的移動），此代理方法會調用非常頻繁，只要相機移動就會調用，如果相機移動過快，會有一定的誤差，具體的需要強大的算法去優化，筆者這裏就不深入了
- (void)session:(ARSession *)session didUpdateFrame:(ARFrame *)frame
{
    NSLog(@"相機移動");

}
- (void)session:(ARSession *)session didAddAnchors:(NSArray<ARAnchor*>*)anchors
{
    NSLog(@"添加錨點");

}


- (void)session:(ARSession *)session didUpdateAnchors:(NSArray<ARAnchor*>*)anchors
{
    NSLog(@"刷新錨點");

}


- (void)session:(ARSession *)session didRemoveAnchors:(NSArray<ARAnchor*>*)anchors
{
    NSLog(@"移除錨點");

}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}

/*
#pragma mark - Navigation

// In a storyboard-based application, you will often want to do a little preparation before navigation
- (void)prepareForSegue:(UIStoryboardSegue *)segue sender:(id)sender {
    // Get the new view controller using [segue destinationViewController].
    // Pass the selected object to the new view controller.
}
*/

@end

1.3-代碼下載地址

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