iOS -- AR测距篇

1.先上效果图

1510626388.gif

因为简书规定gif图最大为5M，所以看起来有些模糊，效果上很简单。

2.原理分析:

空间上一个黄色的点(点击屏幕触发),实时测距到手机的位置，也就是图中那个绿色的十字架(其实是三维坐标点)，并用橘黄色的线实时绘制(在3D空间中绘制线可没有2D平面上绘制线那么简单)，测量的结果显示在屏幕的最上面，在空间中也有橘黄色的字标记，标记的位置在空间两个点的中间位置。当手机移动时，距离值也动态的改变。

3.步骤

3.1 获取相机的三维坐标
为了拿到三维坐标点，我们需要相机的实时位置。通过对SCNVector3扩展一个静态方法获取三维坐标:

static func positionTransform(_ transform:matrix_float4x4) ->SCNVector3{
        return SCNVector3Make(transform.columns.3.x, transform.columns.3.y, transform.columns.3.z)
    }

从上面的方法可以看出需要传递一个float4X4的矩阵

图片.png

3.2 计算距离

 三维空间中计算两个点之间距离的方法：
    func distance(form vector:SCNVector3) -> Float {
        let distanceX = self.x - vector.x
        let distanceY = self.y - vector.y
        let distanceZ = self.z - vector.z
        
        return sqrt((distanceX * distanceX) + (distanceY * distanceY) + (distanceZ * distanceZ))
    }

3.3 画线
当我们移动手机时，不仅要绘制当前距离，还需把之前的线段删除，做到实时更新的效果。所以，在这里，画线的方法可以抽成一个类专门管理(Line)。
在这个类的初始化方法里，需要做的就是渲染两个节点(开始位置和结束为止)，线段中间距离值的文字节点，并设置约束。(注意:屏幕最上方的是用UILabel显示的测距值，Line方法中是3D显示的一个距离值)。

init(sceneView:ARSCNView,startVector:SCNVector3,unit:LengthUnit) {
        self.sceneView = sceneView
        self.startVector = startVector
        self.unit = unit
        
        let dot = SCNSphere(radius: 0.5)
        dot.firstMaterial?.diffuse.contents = color
        //不会产生阴影
        dot.firstMaterial?.lightingModel = .constant
        dot.firstMaterial?.isDoubleSided = false
       
        //创建一个圆的两面光亮，正反兩面都拋光的球
        startNode = SCNNode(geometry: dot)
        startNode.scale = SCNVector3(1/500.0,1/500.0,1/500.0)
        
        
        startNode.position = startVector
        sceneView.scene.rootNode.addChildNode(startNode)
        
        endNode = SCNNode(geometry: dot)
        endNode.scale = SCNVector3(1/500.0,1/500.0,1/500.0)
        
        text = SCNText(string: "", extrusionDepth: 0.1)
        text.font = .systemFont(ofSize: 5)
        text.firstMaterial?.diffuse.contents = color
        text.firstMaterial?.lightingModel = .constant
        text.firstMaterial?.isDoubleSided = true
        text.alignmentMode = kCAAlignmentCenter
        text.truncationMode = kCATruncationMiddle
        
        //包装文字的节点
        let textWrapperNode = SCNNode(geometry: text)
        textWrapperNode.eulerAngles = SCNVector3Make(0, .pi, 0)
        textWrapperNode.scale = SCNVector3(1/500.0,1/500.0,1/500.0)
        
        textNode = SCNNode()
        textNode.addChildNode(textWrapperNode)
        
        //我们无法预计文字会出现在哪？所以我们可以给他设计约束，这样的约束把文字绑定在线的中间位置 SCNLookConstraint是一种约束，让它绑定着我们的目标 永远向着使用者
        
        let constraint = SCNLookAtConstraint(target: sceneView.pointOfView)
        
        textNode.constraints = [constraint]
        
        sceneView.scene.rootNode.addChildNode(textNode)
        
    }

 //画线的方法
    func line(to vector:SCNVector3,color:UIColor) -> SCNNode {
        let indices:[UInt32] = [0,1] //指数
        
        //创建一个几何容器
        let source = SCNGeometrySource(vertices: [self,vector])
        
        //创建一个几何元素(一条线)
        let element = SCNGeometryElement(indices: indices, primitiveType:.line)
        
        //根据容器和元素创建一个几何体
        let geomtry = SCNGeometry(sources: [source], elements: [element])
        
        geomtry.firstMaterial?.diffuse.contents = color
        
        //根据几何体创建一个node节点
        return SCNNode(geometry: geomtry)
        
    }

当手机位置发生变化时

 func update(to vector:SCNVector3)  {
        //把所有的线先给移除
        lineNode?.removeFromParentNode()
        
        lineNode = startVector.line(to: vector, color: color)
       
        sceneView.scene.rootNode.addChildNode(lineNode!)
        
        //更新文字
        text.string = distance(to: vector)
        
        //设置文字位置，(放在线的中间)
        textNode.position = SCNVector3((startVector.x + vector.x) / 2.0, (startVector.y + vector.y) / 2.0, (startVector.z + vector.z) / 2.0)
        
        //结束点的位置
        endNode.position = vector
        
        if endNode.parent == nil {
            sceneView.scene.rootNode.addChildNode(endNode)
        }
    }

4.主要工作做完了，只需要在一个控制器里面调用就好。

这里只是列出了关键代码，详情请看:代码传送门