ARKit基础(四)——HitTest点击测试

这个view主要展示在ARKit中点击2d界面如何映射到3d空间。

ar空间中有一杯咖啡,点击屏幕如果点中咖啡杯,咖啡杯会变色,如果点中现实中的桌子,咖啡杯会移动到桌子上,如果点击的地方不是杯子又没有桌子这样的平面,杯子会漂浮在前方0.7米的空中。

我们将使用下面三个方法:

SCNSceneRenderer
 - (NSArray<SCNHitTestResult *> *)hitTest:(CGPoint)point options:(NSDictionary<SCNHitTestOption, id> *)options;
 //从屏幕中一点,视线方向发出一条射线,返回射线击中的所有3D对象
ARSCNView
- (NSArray<ARHitTestResult *> *)hitTest:(CGPoint)point types:(ARHitTestResultType)types;
//从屏幕中一点,视线方向发出一条射线,返回射线击中的AR锚
SCNSceneRenderer
- (SCNVector3)unprojectPoint:(SCNVector3)point;
//屏幕中一点在3D空间的映射

首先我们把咖啡杯加入场景并给这个节点起个名字

SCNScene *scene = [SCNScene sceneNamed:@"art.scnassets/cup/cup.scn"];
cupNode=scene.rootNode.childNodes[0];
cupNode.position = SCNVector3Make(0, -0.3,-0.5);
cupNode.name=@"cup";
[sceneView.scene.rootNode addChildNode:cupNode];

当点击屏幕的时候,我们首先检测是否点中咖啡杯。

UITouch *touch=[touches anyObject];
CGPoint point = [touch locationInView:[touch view]];
NSArray *arr=[sceneView hitTest:point options:nil];
if (arr.count>0) {
    SCNHitTestResult *node=[arr objectAtIndex:0];
    if ([node.node.name isEqualToString:@"cup"]) {
         //点中咖啡执行变色
         [self changeColor];
         return;
    } 
}

我们通过加一个环境光的方式让咖啡杯变色

-(void)changeColor{
    if (lightNode==nil) {
        SCNLight *light=[SCNLight light];
        light.type=SCNLightTypeOmni;
        light.color=[UIColor blueColor];
        
        lightNode=[SCNNode node];
        lightNode.position=SCNVector3Make(0, 0, 100);
        lightNode.light=light;
    }
    
    if (lightNode.parentNode==nil) {
        [sceneView.scene.rootNode addChildNode:lightNode];
    }else{
        [lightNode removeFromParentNode];
    }
}

如果没有击中咖啡杯,我们检测是否击中检测到的平面,比如桌面、地面等等。

NSArray *arr1=[sceneView hitTest:point types:ARHitTestResultTypeExistingPlane];
if (arr1.count>0) {
     //击中一个平面,找到平面上击中点的坐标
     ARHitTestResult *plane=[arr1 objectAtIndex:0];
     SCNVector3 planePos=SCNVector3Make(plane.worldTransform.columns[3].x, plane.worldTransform.columns[3].y, plane.worldTransform.columns[3].z);
     //让咖啡杯移动到那一点
     [self cupMoveTo:planePos];
}

茶杯移动

-(void)cupMoveTo:(SCNVector3) position{
    CABasicAnimation *animation=[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform.translation"];
    animation.toValue=[NSValue valueWithSCNVector3:position];
    animation.removedOnCompletion=NO;
    animation.duration=2;
    animation.fillMode=kCAFillModeForwards;
    [cupNode addAnimation:animation forKey:@"move"];
    
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        cupNode.position= position;
    });
}

如果没有击中咖啡杯,也没有击中检测到的平面,我们让咖啡移动到,点击处前方0.7米的空中。

-(SCNVector3)worldPositionFromScreenPosition:(CGPoint)position{
    ARFrame *frame = sceneView.session.currentFrame;
    SCNVector3 cameraPos=SCNVector3Make(frame.camera.transform.columns[3].x, frame.camera.transform.columns[3].y, frame.camera.transform.columns[3].z);
    SCNVector3 positionVec = SCNVector3Make(position.x, position.y,1.0);
    SCNVector3 screenPosOnFarClippingPlane = [sceneView unprojectPoint:positionVec];
    //rayDirection 为射线的方向向量
    SCNVector3 rayDirection=SCNVector3Make(screenPosOnFarClippingPlane.x-cameraPos.x,screenPosOnFarClippingPlane.y-cameraPos.y,screenPosOnFarClippingPlane.z-cameraPos.z);
    float leng=sqrtf(rayDirection.x * rayDirection.x + rayDirection.y * rayDirection.y + rayDirection.z * rayDirection.z);
    rayDirection=SCNVector3Make(rayDirection.x/leng,rayDirection.y/leng,rayDirection.z/leng);
    //返回 rayDirection方向上,相机前方0.7米处坐标
    return [self getNewPointLinePoint:cameraPos lineVector:rayDirection distance:0.7];
}

getNewPointLinePoint 返回已知直线L过点m(m1,m2,m3),且方向向量为VL(v1,v2,v3)求与m距离d的点n的坐标

-(SCNVector3)getNewPointLinePoint:(SCNVector3)linePoint
                          lineVector:(SCNVector3)lineVector
                            distance:(float)distance{
    float vpt=(lineVector.x*lineVector.x+lineVector.y*lineVector.y+lineVector.z*lineVector.z);
    if (vpt==0) {
        return {FLT_MAX,FLT_MAX,FLT_MAX};
    }
    
    float t=pow(distance*distance/vpt,0.5);
    float x=linePoint.x+lineVector.x*t;
    float y=linePoint.y+lineVector.y*t;
    float z=linePoint.z+lineVector.z*t;
    
    return SCNVector3Make(x,y,z);
}

完整代码

#import "ARHitTestResultViewController.h"

@interface ARHitTestResultViewController ()<ARSCNViewDelegate>{
    IBOutlet ARSCNView *sceneView;
    SCNNode *lightNode;
    SCNNode *cupNode;
    BOOL isMoving;
}
@end

@implementation ARHitTestResultViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    sceneView.delegate = self;

    SCNScene *scene = [SCNScene sceneNamed:@"art.scnassets/candle/candle.scn"];
    cupNode=scene.rootNode.childNodes[0];
    cupNode.position = SCNVector3Make(0, -0.3,-0.5);
    cupNode.name=@"cup";
    // Set the scene to the view
    [sceneView.scene.rootNode addChildNode:cupNode];
    
    isMoving = false;
}

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    // Create a session configuration
    ARWorldTrackingConfiguration *configuration = [ARWorldTrackingConfiguration new];
    configuration.planeDetection = ARPlaneDetectionHorizontal;
    // Run the view's session
    [sceneView.session runWithConfiguration:configuration];
}

- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated {
    [super viewWillDisappear:animated];
    // Pause the view's session
    [sceneView.session pause];
}

- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Release any cached data, images, etc that aren't in use.
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // NSLog(@"touch the screen");
    
    UITouch *touch=[touches anyObject];
    CGPoint point = [touch locationInView:[touch view]];
    
    NSArray *arr=[sceneView hitTest:point options:nil];
    if (arr.count>0) {
        SCNHitTestResult *node=[arr objectAtIndex:0];
        NSLog(@"nodename %@",node.node.name);
        if ([node.node.name isEqualToString:@"cup"]) {
            [self changeColor];
            return;
        }
    }
    
    NSArray *arr1=[sceneView hitTest:point types:ARHitTestResultTypeExistingPlane];
    if (arr1.count>0) {
        NSLog(@"hit plane right");
        ARHitTestResult *plane=[arr1 objectAtIndex:0];
        SCNVector3 planePos=SCNVector3Make(plane.worldTransform.columns[3].x, plane.worldTransform.columns[3].y, plane.worldTransform.columns[3].z);
        [self cupMoveTo:planePos];
        return;
    }
    
    SCNVector3 planePos=[self worldPositionFromScreenPosition:point];
    [self cupMoveTo:planePos];
}

-(void)changeColor{
    if (lightNode==nil) {
        SCNLight *light=[SCNLight light];
        light.type=SCNLightTypeOmni;
        light.color=[UIColor blueColor];
        
        lightNode=[SCNNode node];
        lightNode.position=SCNVector3Make(0, 0, 100);
        lightNode.light=light;
    }
    
    if (lightNode.parentNode==nil) {
        [sceneView.scene.rootNode addChildNode:lightNode];
    }else{
        [lightNode removeFromParentNode];
    }
}
    
-(void)cupMoveTo:(SCNVector3) position{
    if (isMoving){
        return;
    }
    isMoving = true;

    CABasicAnimation *animation=[CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"transform.translation"];
    animation.toValue=[NSValue valueWithSCNVector3:position];
    animation.removedOnCompletion=NO;
    animation.duration=2;
    animation.fillMode=kCAFillModeForwards;
    
    [cupNode addAnimation:animation forKey:@"move"];
    
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        cupNode.position= position;
        isMoving=false;
    });
}

-(SCNVector3)worldPositionFromScreenPosition:(CGPoint)position{
    ARFrame *frame = sceneView.session.currentFrame;
    SCNVector3 cameraPos=SCNVector3Make(frame.camera.transform.columns[3].x, frame.camera.transform.columns[3].y, frame.camera.transform.columns[3].z);
    SCNVector3 positionVec = SCNVector3Make(position.x, position.y,1.0);
    SCNVector3 screenPosOnFarClippingPlane = [sceneView unprojectPoint:positionVec];
    
    SCNVector3 rayDirection=SCNVector3Make(screenPosOnFarClippingPlane.x-cameraPos.x,screenPosOnFarClippingPlane.y-cameraPos.y,screenPosOnFarClippingPlane.z-cameraPos.z);
    float leng=sqrtf(rayDirection.x * rayDirection.x + rayDirection.y * rayDirection.y + rayDirection.z * rayDirection.z);
    rayDirection=SCNVector3Make(rayDirection.x/leng,rayDirection.y/leng,rayDirection.z/leng);
    
    return [self getNewPointLinePoint:cameraPos lineVector:rayDirection distance:0.7];
}

//已知直线L过点m(m1,m2,m3),且方向向量为VL(v1,v2,v3)
//求与m距离d的点n
-(SCNVector3)getNewPointLinePoint:(SCNVector3)linePoint
                          lineVector:(SCNVector3)lineVector
                            distance:(float)distance{
    float vpt=(lineVector.x*lineVector.x+lineVector.y*lineVector.y+lineVector.z*lineVector.z);
    if (vpt==0) {
        return {FLT_MAX,FLT_MAX,FLT_MAX};
    }
    
    float t=pow(distance*distance/vpt,0.5);
    float x=linePoint.x+lineVector.x*t;
    float y=linePoint.y+lineVector.y*t;
    float z=linePoint.z+lineVector.z*t;
    
    return SCNVector3Make(x,y,z);
}

@end
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 214,128评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,316评论 3 388
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,737评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,283评论 1 287
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,384评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,458评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,467评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,251评论 0 269
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,688评论 1 306
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,980评论 2 328
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,155评论 1 342
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,818评论 4 337
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,492评论 3 322
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,142评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,382评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,020评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,044评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容