Question

我试图用Swift在SceneKit中执行SCNQuaternion Multiplication。以下代码在F＃（Xamarin iOS开发）中。我试图将该代码翻译成Swift。

我被困在线上：让dqm = SCNQuaternion.Multiply ...... SceneKit没有名为multiply的成员。

知道我该怎么做吗？

    let rr = CMAttitudeReferenceFrame.XArbitraryCorrectedZVertical
    this.motion.DeviceMotionUpdateInterval <- float (1.0f / 30.0f)
    this.motion.StartDeviceMotionUpdates (rr,NSOperationQueue.CurrentQueue, (fun d e ->
        let a = this.motion.DeviceMotion.Attitude
        let q = a.Quaternion
        let dq = new SCNQuaternion(float32 q.x, float32 q.y, float32 q.z, float32 q.w)
        let dqm = SCNQuaternion.Multiply (dq, SCNQuaternion.FromAxisAngle(SCNVector3.UnitZ, piover2))
        camNode.Orientation <- dqm
        ()
    ))

Answer 1

SceneKit不包含用于执行四元数数学的库。 SCNQuaternion只是SCNVector4的类型别名 - 换句话说，它是一个容纳四元数的四个系数的地方，但是您可以自己动手解释或使用它们。

在Xcode 9 / iOS 11 / macOS 10.13 High Sierra / etc中，有更好的方法来处理SceneKit中的四元数（和其他向量/矩阵数学）：SIMD库包含两个四元数类型（用于double和float），和SceneKit复制所有SCNVector / SCNMatrix / SCNQuaternion访问器以提供SIMD版本。使用SIMD类型而不是SCN类型有很多很好的理由：

SIMD类型用于多个iOS / macOS / etc框架，因此您可以使用它们在（例如）SceneKit，ARKit和Model I / O之间传递vector / matrix / quaternion值，而无需进行转换或转换。
Metal shader语言为其矢量/矩阵类型使用相同的库，因此您的数学代码可以在CPU和GPU之间轻松移植。
在Swift中，SIMD类型显示为具有初始化器，属性和方法的结构，因此大多数（*）代码都可以是Swift友好的。
在Swift和C ++中，运算符重载涵盖了所有基本操作，因此您的数学代码和读写都像数学一样。
所有上述内容都是使用编译器内在函数实现的，因此它们使用运行代码的CPU的本机向量指令集（x86 SSE，ARM NEON）来快速执行。

不幸的是，CoreMotion尚未（但是？）为其矢量/矩阵/四元数类型采用SIMD库，因此在使用SIMD之前，您需要将输入CMQuaternion转换为simd_quatf函数或基于SceneKit SIMD的API。如果您发现自己经常这样做，您可能需要对其进行扩展：

extension simd_quatf {
    init(_ cmq: CMQuaternion) {
        self.init(ix: Float(cmq.x), iy: Float(cmq.y), iz: Float(cmq.z), r: Float(cmq.w))
    }
}

然后（假设我正在读你的F＃），你的代码在Swift中会变成这样：

let zAxis = float3(x: 0, y: 0, z: 1)
let rotateAroundZ = simd_quatf(angle: .pi/2, axis: zAxis)
manager.startDeviceMotionUpdates(using: .xArbitraryZVertical, to: queue) { motion, error in
    guard let motion = motion else { /* handle error and */ return }

    let deviceQuaternion = simd_quatf(motion.attitude.quaternion)
    cameraNode.simdOrientation = deviceQuaternion * rotateAroundZ
}

（*）一些有用的SIMD操作仍然是C风格的全局函数：检查simd/quaternion.h是否有slerp和Bézier插值等内容。

对于早期的Xcode / SDK版本......

在Xcode 9 / iOS 11 / macOS 10.13 / etc之前，SIMD中没有四元数，而且SceneKit中没有特定于SIMD的访问器。对于除四元数之外的所有内容，使用SCN类型，将它们按组件方式转换为等效的SIMD类型并在那里进行数学运算仍然很有用。
Apple确实在GLKit中发布了一个四元数库。使用GLKQuaternionMake从GLKQuaternion的四个组成部分中制作SCNQuaternion。然后你可以将它乘以，slerp它，无论使用GLKQuaternion函数。完成后，使用结果的组件制作另一个SCNQuaternion。
在Swift 1.x（Xcode 6.x）中，Swift无法使用SIMD库。 GLKit数学是一个不错的替代品，但你最好只使用更新的Xcode - 记住你可以一直回到iOS 7 / macOS 10.9 Mavericks甚至使用Swift 4（并且SIMD库可以追溯到iOS 8 / macOS 10.10 Yosemite）。

SCNQuaternion乘法

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