Kako uporabljati SceneKit za iskanje vidnih SCNNodes in odstranjevanje oviranih

Obvladovanje pregledov vidnosti v SceneKit

Predstavljajte si, da zgradite 3D sceno z živahnimi vozlišči igrač, skrbno nameščenimi v vsebniku. Ko se uporabniki dotaknejo zaslona, ​​želite ugotoviti, s katerimi igračami lahko vizualno komunicirajo. Vse igrače pa niso vidne, saj so nekatere v prizoru skrite za drugimi. To vaši aplikaciji doda dodatno plast kompleksnosti.

Z uporabo osnovnega preizkusa zadetka lahko dobite seznam vozlišč na lokaciji dotika, vendar vam ne pove, ali so ta vozlišča dejansko vidna. Vozlišča, ki jih drugi ovirajo, so še vedno vključena v rezultate preizkusa zadetkov, kar vodi do netočnih interakcij. To lahko frustrira uporabnike, ki pričakujejo natančen nadzor v vaši aplikaciji. 🙄

Da bi to rešili, potrebujemo način za filtriranje oviranih vozlišč, s čimer zagotovimo, da so zaznana samo vidna. Ta postopek vključuje upoštevanje vedenja upodabljanja SceneKita in vključitev logike za učinkovito testiranje vidljivosti. Z razumevanjem globine in okluzije lahko naredite svojo aplikacijo bolj intuitivno in uporabniku prijazno.

V tem priročniku bomo raziskali metode za ugotavljanje, ali je vozlišče res vidno na zaslonu. Z uporabo teh tehnik boste lahko ustvarili privlačne interakcije z dotikom, ki se bodo zdele uglajene in odzivne, kar bo izboljšalo vaš projekt SceneKit! 🚀

Razumevanje vidnosti in ovir SCNNode v SceneKit

SceneKit je zmogljivo ogrodje za 3D upodabljanje v iOS-u, vendar ima svoj delež izzivov pri obravnavanju vidnosti vozlišč. Eno od ključnih vprašanj je ugotoviti, ali je vozlišče vidno na zaslonu ali ga ovirajo druga vozlišča. Skripti, o katerih smo prej govorili, to obravnavajo s kombiniranjem testiranje zadetkov in informacije o globini. Uporaba projectPoint lahko preslikamo 3D položaj vozlišča v 2D zaslonske koordinate, kar nam daje vpogled v to, ali vozlišče leži v vidnem polju kamere. To je prvi korak pri določanju vidnosti.

Nato pristop testiranja žarkov, izveden z uporabo hitTestWithSegment, preveri, ali obstajajo vozlišča med kamero in ciljnim vozliščem. Ta metoda pošlje navidezni žarek iz kamere na položaj vozlišča in identificira vse predmete, ki jih seka. V resničnem primeru si predstavljajte kup pisanih blokov; nekateri so lahko v celoti vidni, drugi pa so skriti za zgornjim blokom. Logika testiranja žarkov zagotavlja, da se pri interakciji uporabnika z zaslonom upoštevajo samo vidni bloki. 🌟

Poleg zaznavanja ovir drugi skript izboljša pregled vidnosti z uporabo SCNView.hitTest metoda za ugotavljanje, katero vozlišče je najbližje točki dotika. To zagotavlja, da če se več vozlišč na zaslonu prekriva, je izbrano samo tisto spredaj. Ta postopek je ključnega pomena v interaktivnih aplikacijah, kot so igre ali izobraževalna orodja, kjer je natančnost bistvena. Na primer, če uporabnik izbere igračo v virtualnem vsebniku, pričakuje, da se bo odzvala le vidna igrača, ne pa tudi tiste, ki so skrite za njo. 🧸

Nazadnje, testi enot igrajo ključno vlogo pri potrjevanju teh rešitev. Preizkusi zagotavljajo, da so vozlišča za kamero ali ovirana s strani drugih pravilno filtrirana. Z avtomatizacijo preverjanj z uporabo XCTest lahko razvijalci samozavestno integrirajo funkcionalnost brez strahu pred regresijami. Ta pristop ne le poenostavlja odpravljanje napak, ampak tudi zagotavlja izpopolnjeno uporabniško izkušnjo. Ti skripti in metode skupaj zagotavljajo robustno rešitev za upravljanje vidnosti v SceneKit, s čimer se izboljša uporabnost in zanesljivost vaših 3D aplikacij.

// 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()])

Napredne tehnike za vidnost vozlišč v SceneKit

Pri delu s SceneKitom razumevanje vidnosti ni samo zaznavanje ovir; gre tudi za upravljanje vizualnih prioritet vozlišč. Eden od pomembnih konceptov je plastenje znotraj cevovoda upodabljanja. SceneKit upodablja vozlišča v globini, kar pomeni, da so bližja vozlišča narisana čez oddaljena. S prilagajanjem lastnosti, kot je renderingOrder, lahko izrecno nadzirate vrstni red risanja določenih vozlišč, s čimer zagotovite, da so kritični objekti vedno prikazani na vrhu.

Drug vidik, ki ga je treba upoštevati, je perspektiva kamere. Vidno polje (FOV) vpliva na to, katera vozlišča so vidna na zaslonu. Ozek FOV usmeri pozornost na oddaljene predmete, medtem ko širok FOV vključuje več elementov v prizoru, vendar lahko naredi preglede vidljivosti bolj zapletene. Na primer, v interaktivni muzejski aplikaciji lahko ozek FOV poudari določen eksponat, medtem ko širši omogoča uporabnikom, da raziščejo več okolja. 🎥

Nazadnje lahko izkoriščanje izločanja okluzije optimizira upodabljanje in izboljša preglede vidnosti. Izločanje okluzije je tehnika, ki v celoti preskoči upodabljanje vozlišč, če jih blokirajo drugi, s čimer izboljša zmogljivost in natančnost. SceneKit izvorno ne podpira izločanja okluzije v realnem času, vendar ga lahko razvijalci implementirajo tako, da združijo preverjanje omejevalnega polja s podatki o globini. Na primer, v 3D organizatorju igrač izločanje zagotavlja, da so interaktivne samo igrače v prvi vrsti, zaradi česar je aplikacija bolj intuitivna za uporabnike. 🚀