使用 PhysicsBody 旋转 SCNNode 以匹配 Thumbstick 的弧度

Question

我正在开发一款自上而下的 space 游戏，使用 Swift 和 SceneKit 构建，设置如下：

SCNNode 表示 spaceship

旋转被限制在y轴上；值范围从 -M_PI_2 到 M_PI + M_PI_2
移动被限制在 x 轴和 z 轴上。

游戏控制器摇杆输入

x 轴和 y 轴的值范围从 -1.0 到 1.0。

当游戏控制器的摇杆改变位置时，space飞船应使用物理体旋转以匹配摇杆的弧度。

摇杆的目标弧度可以通过以下公式计算：

let targetRadian = M_PI_2 + atan2(-y, -x)

节点当前弧度可以通过以下方式获取：

let currentRadian = node.presentationNode.rotation.w * node.presentationNode.rotation.y

NSTimeInterval deltaTime 提供自上次旋转计算以来的时间（以秒为单位）。

如何使用angularVelocity、applyTorque或其他物理方法旋转节点以达到targetRadian？

Answer 1

targetRadian 和 currentRadian 之间的差异在 0.0 到 -2π 之间，具体取决于 currentRadian 的值。此等式将确定转弯的最短方向 .Clockwise 或 .CounterClockwise，以到达 targetRadian:

let turnDirection = (radianDifference + (M_PI * 2)) % (M_PI * 2) < M_PI ? RotationDirection.CounterClockwise : RotationDirection.Clockwise

使用 applyTorque，有可能过度旋转超过 targetRadian，导致摇摆效果，就像指南针向一个点磁化一样，因为旋转来回改变方向到达 targetRadian。以下虽然不是完美的解决方案，但抑制了效果：

let turnDampener = abs(radianDifference) < 1.0 ? abs(radianDifference) : 1.0

完整的解决方案是：

enum RotationDirection: Double {
    case Clockwise = -1.0
    case CounterClockwise = 1.0
}

func rotateNodeTowardDirectionalVector(node: SCNNode, targetDirectionalVector: (x: Double, y: Double), deltaTime: NSTimeInterval) {
    guard abs(targetDirectionalVector.x) > 0.0 || abs(targetDirectionalVector.y) > 0.0 else { return }

    let currentRadian = Double(node.presentationNode.rotation.w * node.presentationNode.rotation.y)
    let targetRadian = M_PI_2 + atan2(-targetDirectionalVector.y, -targetDirectionalVector.x)

    let radianDifference = targetRadian - currentRadian

    let π2 = M_PI * 2
    let turnDirection = (radianDifference + π2) % π2 < M_PI ? RotationDirection.CounterClockwise : RotationDirection.Clockwise

    let absRadianDifference = abs(radianDifference)
    let turnDampener = absRadianDifference < 1.0 ? absRadianDifference : 1.0

    node.physicsBody?.applyTorque(SCNVector4Make(0, CGFloat(turnDirection.rawValue), 0, CGFloat(deltaTime * turnDampener)), impulse: true)
}

使用 PhysicsBody 旋转 SCNNode 以匹配 Thumbstick 的弧度

Use PhysicsBody to rotate an SCNNode to match the Thumbstick's radian

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