Kaip naudoti „SceneKit“ norint rasti matomus SCNmazgus ir pašalinti užblokuotus

Matomumo patikrų įvaldymas naudojant „SceneKit“.

Įsivaizduokite, kad kuriate 3D sceną su ryškiais žaisliniais mazgais, kruopščiai išdėstytais konteineryje. Kai naudotojai paliečia ekraną, norite nustatyti, su kokiais žaislais jie gali vizualiai sąveikauti. Tačiau ne visi žaislai yra matomi, nes kai kurie yra paslėpti už kitų įvykio vietoje. Tai suteikia jūsų programai papildomo sudėtingumo.

Naudojant pagrindinį pataikymo testą, gali būti pateiktas prisilietimo vietoje esančių mazgų sąrašas, tačiau jis nenurodo, ar tie mazgai iš tikrųjų matomi. Kitų užblokuoti mazgai vis dar įtraukiami į bandymo rezultatus, todėl sąveika yra netiksli. Tai gali nuvilti naudotojus, kurie tikisi tikslios jūsų programos valdymo. 🙄

Norėdami tai išspręsti, mums reikia būdo, kaip išfiltruoti užblokuotus mazgus, užtikrinant, kad būtų aptikti tik matomi mazgai. Šis procesas apima „SceneKit“ atvaizdavimo elgseną ir logikos įtraukimą, kad būtų galima efektyviai patikrinti matomumą. Suprasdami gylį ir okliuziją, galite padaryti programą intuityvesnę ir patogesnę.

Šiame vadove išnagrinėsime būdus, kaip nustatyti, ar mazgas tikrai matomas ekrane. Naudodami šiuos metodus galėsite sukurti patrauklias prisilietimo sąveikas, kurios jaučiasi nugludintos ir reaguojančios, o tai pagerins jūsų SceneKit projektą! 🚀

komandą	Naudojimo pavyzdys
sceneView.projectPoint	Suprojektuoja 3D tašką SceneKit pasaulyje pagal 2D ekrano erdvės koordinates. Naudojamas čia norint nustatyti, ar mazgas yra kameros matomoje vietoje.
hitTestWithSegment	Atlieka spindulių susikirtimo testą nuo pradžios taško iki pabaigos taško, grąžindamas mazgus, kurie susikerta su spinduliu. Padeda nustatyti mazgus, blokuojančius tikslinio mazgo matomumą.
SCNNode.worldPosition	Pateikiama pasaulinė mazgo padėtis SceneKit pasaulio erdvėje. Tai labai svarbu norint tiksliai apskaičiuoti atstumus ir atlikti matomumo patikras.
SCNView.hitTest	Atlieka 2D ekrano koordinates, kad nustatytų mazgus, matomus konkrečioje prisilietimo vietoje. Naudinga norint nustatyti, ar mazgas yra užblokuotas kitų.
SCNGeometry	Apibrėžia mazgo, pvz., rutulio ar kubo, formą. Pavyzdyje naudojamas tam tikros geometrijos bandomiesiems mazgams sukurti.
XCTest.XCTAssertTrue	„XCTest“ dalis, šis tvirtinimas patikrina, ar sąlyga yra teisinga vieneto testavimo metu. Čia naudojama norint patvirtinti, kad matomumo aptikimo logika veikia tinkamai.
SCNVector3	3D vektorinė struktūra, vaizduojanti SceneKit pozicijas arba kryptis. Naudojamas spindulių krypties skaičiavimams ir erdvinėms transformacijoms.
SCNNode.addChildNode	Prideda antrinį mazgą prie kito mazgo SceneKit hierarchijoje. Naudojamas bandomiesiems mazgams įdėti į sceną vieneto testavimo metu ir pavyzdžiuose.
XCTMain	Vykdo XCTestCase klasių masyvą. Tai inicijuoja ir vykdo vieneto testus, kad patikrintų matomumo logikos funkcionalumą.
SCNNode.hitTestWithSegment	Specializuotas SceneKit metodas spindulių susikirtimams su konkrečiu mazgu nustatyti. Tai užtikrina tikslumą nustatant, ar mazgas yra uždengtas.

„SCNNode“ matomumo ir trukdžių supratimas „SceneKit“.

„SceneKit“ yra galinga 3D atvaizdavimo sistema „iOS“, tačiau ji susiduria su iššūkiais, susijusiais su mazgų matomumu. Viena iš pagrindinių problemų yra nustatyti, ar mazgas matomas ekrane, ar jį užstoja kiti mazgai. Anksčiau aptarti scenarijai tai sprendžia derinant ir išsamią informaciją. Naudojant metodu, galime susieti mazgo 3D padėtį su 2D ekrano koordinatėmis, kad suprastume, ar mazgas yra fotoaparato matymo lauke. Tai pirmas žingsnis nustatant matomumą.

Toliau – spindulių testavimo metodas, įgyvendintas naudojant , patikrina, ar tarp kameros ir tikslinio mazgo yra mazgų. Šis metodas siunčia virtualų spindulį iš kameros į mazgo vietą, identifikuodamas visus objektus, kuriuos jis kerta. Realiame pavyzdyje įsivaizduokite krūvą spalvingų kaladėlių; kai kurie gali būti visiškai matomi, o kiti yra paslėpti už viršutinio bloko. Spindulinio testavimo logika užtikrina, kad vartotojui sąveikaujant su ekranu būtų atsižvelgiama tik į matomus blokus. 🌟

Be kliūčių aptikimo, antrasis scenarijus patobulina matomumo patikrinimą, naudodamas būdas nustatyti, kuris mazgas yra arčiausiai prisilietimo taško. Taip užtikrinama, kad jei keli mazgai ekrane persidengia, pasirenkamas tik vienas priekyje. Šis procesas yra labai svarbus interaktyviose programose, tokiose kaip žaidimai ar mokymo priemonės, kur tikslumas yra būtinas. Pavyzdžiui, jei vartotojas pasirenka žaislą virtualiame konteineryje, jis tikisi, kad atsakys tik matomas žaislas, o ne paslėptas už jo. 🧸

Galiausiai, vienetiniai testai atlieka pagrindinį vaidmenį patvirtinant šiuos sprendimus. Testai užtikrina, kad mazgai už kameros arba kitų užstojami mazgai būtų tinkamai išfiltruoti. Automatizuodami patikrinimus naudodami XCTest, kūrėjai gali užtikrintai integruoti funkcijas, nebijodami regresijos. Šis metodas ne tik supaprastina derinimą, bet ir užtikrina kokybišką vartotojo patirtį. Kartu šie scenarijai ir metodai yra patikimas sprendimas, kaip valdyti matomumą „SceneKit“, padidindamas jūsų 3D programų naudojimą ir patikimumą.

// Import SceneKit framework
import SceneKit
// Function to check if a node is visible on screen
func isNodeVisible(node: SCNNode, sceneView: SCNView) -> Bool {
    // Get the node's projected position in screen space
    let projectedPoint = sceneView.projectPoint(node.worldPosition)

    // Check if the projected point is within the view's bounds
    guard projectedPoint.z > 0 else {
        return false // Behind the camera
    }

    // Perform a ray test from the camera to the node
    let cameraPosition = sceneView.pointOfView?.worldPosition ?? SCNVector3Zero
    let rayDirection = node.worldPosition - cameraPosition

    let hitResults = sceneView.scene?.rootNode.hitTestWithSegment(from: cameraPosition, to: node.worldPosition, options: nil) ?? []
    if let firstHit = hitResults.first {
        return firstHit.node == node // Node is visible if it is the first hit
    }

    return false
}

// Example usage
let visibleNodes = nodes.filter { isNodeVisible(node: $0, sceneView: sceneView) }

// Function to check node visibility with depth information
func isNodeVisibleUsingDepth(node: SCNNode, sceneView: SCNView) -> Bool {
    // Get the projected position of the node
    let projectedPoint = sceneView.projectPoint(node.worldPosition)

    // Check if within screen bounds
    guard projectedPoint.z > 0 else {
        return false // Behind the camera
    }

    // Convert projected point to screen coordinates
    let screenX = CGFloat(projectedPoint.x) * sceneView.frame.size.width
    let screenY = CGFloat(projectedPoint.y) * sceneView.frame.size.height

    // Perform a depth test
    if let hitTestResult = sceneView.hitTest(CGPoint(x: screenX, y: screenY), options: nil).first {
        return hitTestResult.node == node
    }

    return false
}

// Example: Collect all visible nodes
let visibleNodes = nodes.filter { isNodeVisibleUsingDepth(node: $0, sceneView: sceneView) }

import XCTest
import SceneKit
class NodeVisibilityTests: XCTestCase {
    var sceneView: SCNView!
    var testNode: SCNNode!

    override func setUp() {
        super.setUp()
        sceneView = SCNView() // Create a mock SceneKit view
        testNode = SCNNode(geometry: SCNSphere(radius: 1.0))
        sceneView.scene?.rootNode.addChildNode(testNode)
    }

    func testNodeIsVisible() {
        let isVisible = isNodeVisible(node: testNode, sceneView: sceneView)
        XCTAssertTrue(isVisible, "Test node should be visible.")
    }
}

// Run tests
XCTMain([NodeVisibilityTests()])

Išplėstinės „SceneKit“ mazgo matomumo technologijos

Kai dirbate su „SceneKit“, matomumo supratimas reiškia ne tik kliūčių aptikimą; tai taip pat apie vizualinių mazgų prioritetų valdymą. Viena svarbi koncepcija yra sluoksniavimas atvaizdavimo vamzdyne. „SceneKit“ atvaizduoja mazgus pagal gylį, o tai reiškia, kad artimesni mazgai nubrėžiami virš tolimų. Reguliuojant tokias savybes kaip , galite aiškiai valdyti konkrečių mazgų piešimo tvarką, užtikrindami, kad svarbiausi objektai visada būtų viršuje.

Kitas aspektas, į kurį reikia atsižvelgti, yra fotoaparato perspektyva. Matymo laukas (FOV) turi įtakos tam, kokie mazgai matomi ekrane. Siauras FOV sutelkia dėmesį į tolimus objektus, o platus FOV apima daugiau scenos elementų, tačiau matomumo tikrinimas gali būti sudėtingesnis. Pavyzdžiui, interaktyvioje muziejaus programoje siauras FOV gali paryškinti konkretų eksponatą, o platesnis leidžia naudotojams tyrinėti daugiau aplinkos. 🎥

Galiausiai, naudojant okliuzijos pašalinimą, galima optimizuoti atvaizdavimą ir pagerinti matomumo patikras. Okliuzijos pašalinimas yra metodas, kuris visiškai praleidžia atvaizduoti mazgus, jei juos blokuoja kiti, todėl pagerėja našumas ir tikslumas. „SceneKit“ iš esmės nepalaiko okliuzijos pašalinimo realiuoju laiku, tačiau kūrėjai gali jį įgyvendinti derindami ribojančių langelių patikrinimus su gylio duomenimis. Pavyzdžiui, 3D žaislų tvarkyklėje skerdimas užtikrina, kad būtų galima sąveikauti tik su priekinėje eilėje esančiais žaislais, todėl programa tampa intuityvesnė naudotojams. 🚀

1. Koks tikslas „SceneKit“?
2. The savybė nustato seką, kuria pateikiami mazgai. Mažesnės reikšmės pateikiamos anksčiau, todėl didesnės vertės gali būti rodomos viršuje.
3. Kaip veikia poveikio mazgo matomumas?
4. Matymo laukas turi įtakos fotoaparato perspektyvai ir įtakoja, kurie mazgai telpa ekrano erdvėje. FOV reguliavimas gali sustiprinti fokusavimą arba išplėsti tyrinėjimą.
5. Koks yra vaidmuo „SceneKit“?
6. Užkimšimo pašalinimas praleidžia visiškai užblokuotų mazgų atvaizdavimą, pagerindamas našumą ir veiksmingesnį matomumo aptikimą.
7. Ar galiu teikti pirmenybę tam tikriems mazgams, kad jie visada būtų matomi?
8. Taip, nustatant didesnį , galite užtikrinti, kad pagrindiniai mazgai liktų matomi, nepaisant gylio ar kliūčių.
9. Kaip bandymų metu atsižvelgiama į persidengiančius mazgus?
10. Rezultatų testai patinka grąžinkite artimiausią mazgą giliai, užtikrindami, kad persidengiantys mazgai būtų tinkamai filtruojami.

„SceneKit“ matomumo valdymas užtikrina tobulą vartotojo patirtį, leidžiančią sąveikauti tik su matomais mazgais. Metodai, tokie kaip smūgių ir spindulių bandymai, supaprastina procesą ir užtikrina dinamiškų scenų tikslumą.

Įtraukdami giluminę analizę ir optimizuotus atvaizdavimo būdus, kūrėjai gali išspręsti sudėtingas matomumo problemas. Tai pagerina programos našumą ir užtikrina intuityvią sąveiką, padidindama jūsų 3D projektų vertę. 🚀