SK3DNode碰撞检测：问题分析与解决方案
2025-02-10 09:03:26
SK3DNode 碰撞检测问题分析与解决
在 SpriteKit 中使用 SK3DNode 集成 SceneKit 场景是一个常见的需求。当需要与 3D 场景中的节点进行交互时，碰撞检测便显得至关重要。但是，有时会遇到 hitTest 方法无法正确找到对应 SCNNode 的问题。本文将分析这个问题的原因，并提供几种可能的解决方案。
问题
问题集中在使用 SK3DNode 的 hitTest 函数来识别在 SCNScene 中的 SCNNode 时候失效。尽管触摸位置的坐标看起来正确，但 hitTest 始终无法找到点击的节点。这种现象会导致交互功能无法正常使用。
可能的原因分析
- 坐标系转换问题 :
SK3DNode有其自身的坐标系，触摸事件发生时，获取的是相对于SKView的坐标。这个坐标需要转换到SCNScene坐标系中才能进行准确的碰撞检测。如果坐标转换不正确，hitTest无法在正确的区域内搜索节点。 SK3DNode的尺寸和位置 :SK3DNode的viewportSize和position属性直接影响 3D 场景在 2D 屏幕上的呈现和交互。如果这些属性设置不当，会导致触摸位置与 3D 场景中的对象不对应，从而使hitTest失败。- 相机设置 : 相机的位置和朝向定义了观察 3D 场景的视角。如果相机设置不正确，例如位置过远或者方向错误，可能导致 3D 对象在屏幕上的投影与预期不符，影响碰撞检测的结果。
- 节点层级结构问题 : 如果要检测的 SCNNode 位于错误的层级下，也可能会导致hitTest失败。
isUserInteractionEnabled没有开启SK3DNode或者它父节点的isUserInteractionEnabled属性没有设置为 true.
解决方案
方案 1：确保坐标系转换正确
需要将触摸点从 SKView 坐标系转换到 SCNScene 坐标系。可以使用 SK3DNode 的 convertPoint(_:to:) 方法来进行坐标转换。
操作步骤:
- 获取触摸点在
SKView坐标系下的坐标。 - 将触摸点坐标转换为
SK3DNode坐标系下的坐标。 - 使用转换后的坐标进行
hitTest。
代码示例：
override func touchesBegan(_ touches: Set<UITouch>, with event: UIEvent?) {
guard let touch = touches.first else { return }
let locationInView = touch.location(in: self.view) // 获取在 SKView 中的位置
let locationInSKNode = self.convertPoint(fromView: locationInView) // 转换到 SKScene 坐标
let locationInSK3DNode = convert(locationInSKNode, to: node3D) //转换到 SK3DNode的坐标
let hitResults = node3D.hitTest(locationInSK3DNode, options: nil)
if !hitResults.isEmpty {
// 处理碰撞结果
print("Hit node: \(hitResults.first?.node)")
} else {
print("No node hit.")
}
}
方案 2：调整 SK3DNode 的尺寸和位置
确保 SK3DNode 的 viewportSize 与 SCNScene 的比例匹配，并且 SK3DNode 的 position 正确设置在 SKScene 中。可以尝试调整 viewportSize，使其与 SCNScene 的内容比例一致。同时，检查 SK3DNode 的 position 是否正确，避免遮挡或偏移。
操作步骤:
- 检查
SCNScene的内容范围。 - 设置
SK3DNode的viewportSize以匹配内容范围的宽高比。 - 调整
SK3DNode的position，使其在SKScene中正确显示。
代码示例：
node3D.viewportSize = CGSize(width: 200, height: 400) // 根据 SCNScene 内容调整尺寸
node3D.position = CGPoint(x: 100, y: 200) // 调整 SK3DNode 在 SKScene 中的位置
方案 3：优化相机设置
检查相机的位置、朝向和视野范围。确保相机能够正确地观察到 3D 场景中的对象，并且视野范围覆盖了所有需要交互的节点。如果相机的位置过远或朝向错误，可能导致无法正确检测到碰撞。
操作步骤:
- 调整相机的位置，使其能够清晰地看到 3D 场景中的对象。
- 调整相机的朝向，使其对准需要交互的节点。
- 调整相机的视野范围，确保所有需要交互的节点都在视野内。
代码示例：
cameraNode.position = SCNVector3(x: 5, y: 5, z: 15) // 调整相机位置
cameraNode.eulerAngles = SCNVector3(x: -Float.pi/6, y: 0, z: 0) // 调整相机角度
camera.fieldOfView = 45 // 调整视野范围
或者通过正交投影来设置一个更大的可见范围：
camera.usesOrthographicProjection = true
camera.orthographicScale = 5 // adjust this value to fit the scene within the SK3DNode
camera.zNear = 0
camera.zFar = 100
方案 4：检查节点层级结构
检查目标 SCNNode 的层级结构，确认其是否被添加到正确的父节点下。如果节点位于错误的层级下，可能会导致 hitTest 无法找到它。
操作步骤:
确认父节点的范围包含所有的子节点。
代码示例：
确认box 在 playground中
playground.addChildNode(box)
并且确认playground在scene的 rootnode中.
rootNode.addChildNode(playground)
方案 5: 确认 UserInteractionEnabled 设置正确
确认 SK3DNode 和它的父节点是否开启了isUserInteractionEnabled. 默认该值是 false.
操作步骤:
将所有的相关的父节点的 isUserInteractionEnabled设置为 True.
node3D.isUserInteractionEnabled = true
其他建议
- 使用 SceneKit 编辑器来可视化场景结构和相机设置，有助于发现潜在问题。
- 简化场景，逐步添加复杂元素，以便更容易地定位问题所在。
- 添加调试代码，输出触摸位置和碰撞检测结果，帮助理解坐标转换和碰撞检测的过程。
通过仔细检查坐标系转换、尺寸位置、相机设置，并确保目标节点在正确的层级结构中，大多数 SK3DNode 的 hitTest 问题都可以得到解决。如果问题依然存在，可以尝试简化场景并逐步调试，以便更容易地找到根本原因。
