SceneKit

作者: 小凡凡520 | 来源:发表于2020-02-14 10:57 被阅读0次

SceneKit学习笔记
[SceneKit]目录
SceneKit_高级01_GLSL
SceneKit_大神03_3DTitle
SceneKit_中级_01_模型过渡动画
SceneKit_大神01_掉落的文字
SceneKit_入门07_几何体
SceneKit_入门06_行为动画
SceneKit_入门13_骨骼动画
SceneKit_入门03_节点

一、概述

SceneKit，是用来构建3D场景的框架，且可以与Core Animation和SpriteKit无缝交互。在SceneKit中可以直接引入COLLADA行业标准文件制作好的3D模型或场景。

与SpriteKit一样，SceneKit通过场景（SCNScene）来显示物体，场景包涵在SCNView。场景内同样是以节点的结构来呈现物体。场景里可以包含这些类型的项目：

* 几何体。 代码建立的3D对象或从文件加载的3D模型，在它们上可以附加不同的材料来达成控制颜色，纹理，反光等效果
* 照相机。 这是你观察这个场景的入口，可以设置位置和视角
* 光源。 有各种光源后面会提到
* 物理实体。 受物理特效控制的各种有实体的物体

使用SceneKit的方法不止有在SCNView内部来使用。还可以在Core Animation层的层次结构中使用SCNLayer。使用SCNRender来渲染你自己的OpenGL渲染器。

SceneKit可以同时在IOS和OS X下工作

二、基本概念

SCNVector3
三维向量
SCNCamera
三维摄像头
SCNGeometry
三维几何图形

三、几何图形

SCNPlane
平面矩形
SCNBox
长方体
SCNSphere
球形
SCNPyramid
四棱锥
SCNTorus
圆环
SCNCapsule
胶囊体
SCNCylinder
圆柱
SCNCone
圆台
SCNTube
管道体

四、实战

import UIKit
import SceneKit
import SpriteKit

class TestViewController: UIViewController {
            
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()

        // Do any additional setup after loading the view.
        
        // 创建游戏专用视图
        let scnView = SCNView(frame: self.view.frame)
        scnView.scene = SCNScene()
        self.view.addSubview(scnView)
        
        // 创建一个摄像机
        let cameraNode = SCNNode()
        cameraNode.camera = SCNCamera()
        // 自动调节可视范围
        cameraNode.camera?.automaticallyAdjustsZRange = true
        cameraNode.position = SCNVector3(0, 0, 10)
        scnView.scene?.rootNode.addChildNode(cameraNode)
        
        // 创建一个节点并绑定一个平面几何对象
        let boxNode = SCNNode()
        let plane = SCNPlane(width: 16, height: 9)
        boxNode.geometry = plane
        boxNode.geometry?.firstMaterial?.isDoubleSided = true
        boxNode.position = SCNVector3(0, 0, -30)
        scnView.scene?.rootNode.addChildNode(boxNode)
        
        guard let url = Bundle.main.url(forResource: "1", withExtension: "mp4") else {
            return
        }
        let videoNode = SKVideoNode(url: url)
        videoNode.size = CGSize(width: 1600, height: 900)
        videoNode.position = CGPoint(x: videoNode.size.width/2, y: videoNode.size.height/2)
        videoNode.zRotation = CGFloat(M_PI)
        let skScene = SKScene()
        skScene.addChild(videoNode)
        skScene.size = videoNode.size
        
        // 给平面体设置渲染内容
        plane.firstMaterial?.diffuse.contents = skScene
        
        // 播放视频
        videoNode.play()
        
        // 打开摄像头控制查看效果
        scnView.allowsCameraControl = true
    }
}

五、粒子系统

六、光源

环境光源
它在整个场景内投射均匀光
泛光源
这是用的最多的，就是点光源，向各个方向投射光
平行光源
在单个方向投射光
聚光源
在给定方向从单个位置投射光

// 添加环境光源
let ambientLight = SCNLight()
// 光源的类型，这里是环境光源
ambientLight.type = .ambient
ambientLight.color = UIColor.red
let myAmbientLightNode = SCNNode()
myAmbientLightNode.light = ambientLight
myScene.rootNode.addChildNode(myAmbientLightNode)

// 添加泛光源
let omniLight = SCNLight()
omniLight.type = .omni
omniLight.color = UIColor.black
let omniLightNode = SCNNode()
omniLightNode.light = omniLight
omniLightNode.position = SCNVector3(-10, 8, 5)
myScene.rootNode.addChildNode(omniLightNode)

七、材料

diffuse
材料的基本颜色，纹理等
specular
材料的亮度以及该如何反射光
emissive
材料发光时的样子
normal
又称为法向，设置材料表面更多的细节

//使用材料
let redMetallicMateril = SCNMaterial()
//contents设置为颜色
redMetallicMateril.diffuse.contents = UIColor.blue
redMetallicMateril.specular.contents = UIColor.white
redMetallicMateril.shininess = 1.0
//一个物体的材料是不唯一的，故传进去一个数组
plane.materials = [redMetallicMateril]
        
let noiseTexture = SKTexture(noiseWithSmoothness: 0.25, size: CGSize(width: 512, height: 512), grayscale: true)
let noiseMaterial = SCNMaterial()
//contents设置为SpriteKit纹理
noiseMaterial.diffuse.contents = noiseTexture
text.materials = [noiseMaterial]

//法线贴图
let noiseNormalMapTexture = noiseTexture.generatingNormalMap(withSmoothness: 1, contrast: 1)
redMetallicMateril.normal.contents = noiseNormalMapTexture

八、动画

// 向胶囊节点添加动画
let moveUpDownAnimation = CABasicAnimation(keyPath: "position")
// 移动的坐标
moveUpDownAnimation.byValue = NSValue(scnVector3: SCNVector3(30, 0, 0))
moveUpDownAnimation.timingFunction = CAMediaTimingFunction(name: kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut)//移动速度的曲线
moveUpDownAnimation.autoreverses = true//是否自动返回
moveUpDownAnimation.repeatCount = Float.infinity//重复次数
moveUpDownAnimation.duration = 10.0//持续时间
plane.addAnimation(moveUpDownAnimation, forKey: "updown")//这里的这个keyPath貌似随便写就可以
        
//胶囊节点的子节点，一个文本
let text = SCNText(string: "BaLaLaLa", extrusionDepth: 1)
text.font = UIFont.systemFont(ofSize: 2)
let textNode = SCNNode(geometry: text)
textNode.position = SCNVector3(-5, 6, 0)
boxNode.addChildNode(textNode)
        
//在一个节点上添加多个动画结果会复合，即便是继承自父节点的动画也同样一起复合
let rotate = CABasicAnimation(keyPath: "eulerAngles")
rotate.byValue = NSValue(scnVector3: SCNVector3(0, M_PI * 2, 0))
rotate.repeatCount = Float.infinity
rotate.duration = 5.0
textNode.addAnimation(rotate, forKey: "rotation")

九、从COLLADA文件中加载文件

//加载一个已经建好的3D模型或场景，会是一个COLLADA文件，后缀名为.dae
guard let critterURL = Bundle.main.url(forResource: "", withExtension: "dae") else {
    return
}
let critterData = SCNSceneSource(url: critterURL, options: nil)
let critterNode = critterData?.entryWithIdentifier("Critter", withClass: SCNNode.self)
if (critterNode != nil) {
    critterNode!.position = SCNVector3(0, 0, -10)
    critterNode?.name = "Critter"
    myScene.rootNode.addChildNode(critterNode!)
}

十、添加物理仿真

//像节点添加物理特性
var critterPhysicsShape: SCNPhysicsShape?
if let geometry = critterNode?.geometry {
    critterPhysicsShape = SCNPhysicsShape(geometry: geometry, options: nil)
}
let critterPhysicsBody = SCNPhysicsBody(type: .dynamic, shape: critterPhysicsShape)
critterPhysicsBody.mass = 1
critterNode?.physicsBody = critterPhysicsBody

//添加一个地板
let floor = SCNFloor()
let floorNode = SCNNode(geometry: floor)
floorNode.position = SCNVector3(0, -10, 0)
myScene.rootNode.addChildNode(floorNode)
let floorPhysicsBody = SCNPhysicsBody(type: .static, shape: SCNPhysicsShape(geometry: floor, options: nil))
floorNode.physicsBody = floorPhysicsBody