了解 ARKit 世界变换矩阵

Question

在 ARKit 中，当我执行命中测试时，我得到了 ARHitTestResult 的一个实例。其中一个属性是 worldTransform，据我所知，它包含一个对象位置的 4x4 变换矩阵 – simd_float4x4.

作为一个非常不熟悉线性代数和 3D 图形的人，我将如何编辑这个矩阵，比如说，将其 y 坐标增加 0.05？

如果有博客 post 或我可以查看的内容可以帮助我解决这个问题，请告诉我。我不确定我应该搜索哪些术语。

对不起，如果我的问题充满了误解！你可能会说，我对这些概念不太熟悉。

感谢所有提供帮助的人。

Answer 1

编辑：最初的问题最好通过将 0.05 添加到节点 position 的 y 分量来解决。但是，下面的原始答案确实解决了一些关于组合变换矩阵的问题，如果您对此感兴趣的话。

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如果要对矩阵应用运算，最直接简单的方法是创建一个执行该运算的矩阵，然后将原始矩阵乘以该新矩阵。

对于翻译，假设你想按x、y、z翻译，你可以这样做：

let translation = simd_float4x4(
    float4(1, 0, 0, 0),
    float4(0, 1, 0, 0),
    float4(0, 0, 1, 0),
    float4(x, y, z, 1)
)

请注意，这只是一个单位矩阵（1 在对角线上），最后一列（！！！重要的是，上面的 float4s 是 COLUMNS，而不是 ROWS，因为它们在视觉上看起来）设置为包含 x/y/z 值。您可以进一步研究齐次坐标，但将其视为平移的表示方式。

然后，在 simd 中，只需执行以下操作：let newWorldTransform = translation * oldWorldTransform，您将通过 x/y/z 翻译值（在您的示例中，[x, y, z] = [0, 0.05, 0]).

但是，可能值得探讨为什么要编辑命中测试结果。我想不出一个实际的用例，所以也许如果你多解释一下你想做什么，我可以建议一种更直观的方法。

Answer 2

Matrices in 3D computer graphics is a regular way to translate, rotate, scale and shear 3D objects. In ARKit and SceneKit for all such transformations you need to use matrix_identity_float4x4 global variable:

let matrix_identity_float4x4: simd_float4x4

平移 4x4 矩阵 内部有 16 个元素 – 4 个元素（float4）4 列。列索引为 0、1、2 和 3。翻译矩阵使用索引为 3.

的第四列

示例：

使用以下代码将 3D 对象 5cm 置于其默认位置上方 – SCNVector3(0,0,0):

let sphereNode = SCNNode()
sphereNode.geometry = SCNSphere(radius: 1.0)
sphereNode.geometry?.firstMaterial?.diffuse.contents = UIColor.red
scene.rootNode.addChildNode(sphereNode)
    

var translation = matrix_identity_float4x4
translation.columns.3.y = 0.05
sphereNode.simdWorldTransform = translation

希望对您有所帮助。

了解 ARKit 世界变换矩阵

Understanding ARKit World Transform Matrices

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