摄像阳极随iOS设备移动而旋转

Question

这是一个360度视频播放器项目。

我在根节点上增加了一个摄像阳极(SCNNode)，摄像阳极被放在SCNSphere的中心(0,0,0)，它现在可以播放视频了。

现在我必须使用devicemotion。当设备移动时，我需要旋转摄像机。不只是旋转某个角度。(不只是设备移动，当我拿着一个设备时，我的移动就像设备在移动。因为我发现如果我使用deviceMotion.attitude.roll，相机阳极只在设备自行移动时移动，而不是当我用设备绕圈时移动

当设备位于(x1,y1,z1)位置时，相机阳极会随着设备移动而旋转，当设备再次位于(x1,y1,z1)位置时，视图应该与上次离开时相同。

这是我所做的:

if (self.motionManager.gyroAvailable) {
        self.motionManager.gyroUpdateInterval = 1.0/60.0;
        [self.motionManager startGyroUpdatesToQueue:self.queue withHandler:^(CMGyroData *gyroData, NSError *error){
            if (error) {
                [self.motionManager stopGyroUpdates];
                NSLog(@"Gyroscope encountered error:%@",error);
            }else {
                CGFloat tempX = 0;
                CGFloat tempY = 0;
                CGFloat tempZ = 0;
                if ((fabs(gyroData.rotationRate.y)/60) > 0.002) {
                    tempY = gyroData.rotationRate.y/60;
                }
                tempX = gyroData.rotationRate.x/60;
                tempZ = gyroData.rotationRate.z/60;
                [self.cameraNode runAction:[SCNAction rotateByX:-tempY y:tempX z:tempZ duration:0]];
            }
        }];
    }else {
        NSLog(@"This device has no gyroscope");
    }

数学可能是错误的，我不知道为什么我要划分60，但当我使用[self.cameraNode runAction:[SCNAction rotateByX:-tempY y:tempX z:tempZ duration:0]];

时，它似乎是我需要的最接近的值

问题是什么?

1. 我应该使用哪些数据?

CMGyroData或CMDeviceMotion。如果使用CMDeviceMotion，我应该使用哪个特定的值?deviceMotion.attitude, deviceMotion.attitude.quaternion, deviceMotion.gravity

这是正确的方法来旋转相机阳极?有很多方法，我不确定。

+ (SCNAction *)rotateByX:(CGFloat)xAngle y:(CGFloat)yAngle z:(CGFloat)zAngle duration:(NSTimeInterval)duration;

+ (SCNAction *)rotateToX:(CGFloat)xAngle y:(CGFloat)yAngle z:(CGFloat)zAngle duration:(NSTimeInterval)duration;

Answer 1

设备运动是最好的，因为它连接了多个传感器，并以一种有意义的方式将数据融合在一起。最好避免使用欧拉角，因为它们会受到万向节锁定的影响。相反，使用四元数并使用它们设置相机方向。

我已经为CMDeviceMotion创建了一个Swift类扩展，它可以让你确定设备正在看什么(对于屏幕的任何方向)。

从那里，很容易旋转你的相机。首先，设置你的设备运动(在视图中显示，或其他适当的位置):

if motionManager.deviceMotionAvailable {
    motionManager.deviceMotionUpdateInterval = 0.017
    motionManager.startDeviceMotionUpdatesToQueue(NSOperationQueue(), withHandler: deviceDidMove)
}

然后在您的deviceDidMove实现中处理这些更新，使用前面提到的CMDeviceMotion扩展:

func deviceDidMove(motion: CMDeviceMotion?, error: NSError?) {
    if let motion = motion {
        yourCameraNode.orientation = motion.gaze(atOrientation: UIApplication.sharedApplication().statusBarOrientation)
    }
}

现在你的相机应该跟随你的设备在空间的方向

Answer 2

Swift 5.0/iOS 13 Update

使用最初答案的辉煌扩展，您可以简单地这样做:

override func viewDidAppear(_ animated: Bool) {
    // let motionManager = CMMotionManager() // definition made globally
    
    // CoreMotion
    motionManager.startDeviceMotionUpdates()
    motionManager.deviceMotionUpdateInterval = 1.0 / 60.0
    
    let interfaceOrientation = UIApplication.shared.windows.first(where: { $0.isKeyWindow })?.windowScene?.interfaceOrientation // for iOS13 and later
    
    // .xTrueNorthZVertical // always aligns to the real north
    // .xArbitraryZVertical // will use this one for initial direction
    motionManager.startDeviceMotionUpdates(using: .xArbitraryZVertical, to: OperationQueue.main, withHandler: { (motion: CMDeviceMotion?, err: Error?) in
        guard let m = motion else { return }
        // self.cameraNode.orientation = m.gaze(atOrientation: UIApplication.shared.statusBarOrientation) // before iOS 13
        self.cameraNode.orientation = m.gaze(atOrientation: interfaceOrientation!) // for iOS13 and later
    })
}

Answer 3

对于iOS 15使用扩展从初始答案

override func viewDidAppear(_ animated: Bool) {
    // let motionManager = CMMotionManager() // definition made globally
// CoreMotion
motionManager.startDeviceMotionUpdates()
motionManager.deviceMotionUpdateInterval = 1.0 / 60.0
//this following line is changed to avoid deprecated term 
let interfaceOrientation = keyWindow!.windowScene?.interfaceOrientation
// .xTrueNorthZVertical // always aligns to the real north
// .xArbitraryZVertical // will use this one for initial direction
motionManager.startDeviceMotionUpdates(using: .xArbitraryZVertical, to: OperationQueue.main, withHandler: { (motion: CMDeviceMotion?, err: Error?) in
    guard let m = motion else { return }
    // self.cameraNode.orientation = m.gaze(atOrientation: UIApplication.shared.statusBarOrientation) // before iOS 13
    self.cameraNode.orientation = m.gaze(atOrientation: interfaceOrientation!) // for iOS13 and later
})
}
extension (change name UIApplication) {
var keyWindow: UIWindow? {
    // Get connected scenes
    return UIApplication.shared.connectedScenes
        // Keep only active scenes, onscreen and visible to the user
        .filter { $0.activationState == .foregroundActive }
        // Keep only the first `UIWindowScene`
        .first(where: { $0 is UIWindowScene })
        // Get its associated windows
        .flatMap({ $0 as? UIWindowScene })?.windows
        // Finally, keep only the key window
        .first(where: .isKeyWindow)
}