Question

我试图在ARKit中获得构成截锥体边界的四个向量，我想出的解决方案如下：

查找相机的视角范围
然后找到相机的方向和向上
使用这些信息，使用交叉产品和旋转找到四个向量

这可能是一种草率的方式，但它是迄今为止我得到的最好的方式。

我能够从ARCamera.intrinsics和ARCamera.transform属性中获取FOV角度和方向向量。但是，我现在还不知道如何获得相机的向上矢量。

下面是我用来查找FOV角度和方向向量的代码：

func session(_ session: ARSession, didUpdate frame: ARFrame) {
  if xFovDegrees == nil || yFovDegrees == nil {
    let imageResolution = frame.camera.imageResolution
    let intrinsics = frame.camera.intrinsics
    xFovDegrees = 2 * atan(Float(imageResolution.width) / (2 * intrinsics[0,0])) * 180 / Float.pi
    yFovDegrees = 2 * atan(Float(imageResolution.height) / (2 * intrinsics[1,1])) * 180 / Float.pi
  }

  let cameraTransform = SCNMatrix4(frame.camera.transform)
  let cameraDirection = SCNVector3(-1 * cameraTransform.m31,
                                   -1 * cameraTransform.m32,
                                   -1 * cameraTransform.m33)
}

我也愿意找到方法找到我想要的四个载体。

Answer 1

我不明白这条线是如何工作的：

let cameraDirection = SCNVector3(-1 * cameraTransform.m31,
                                 -1 * cameraTransform.m32,
                                 -1 * cameraTransform.m33)

这给出了摄像机的方向矢量，因为变换矩阵的第3行给出了变换后的摄像机的新z方向指向的位置。我们将它乘以-1，因为相机的默认方向是负z轴。

考虑到这些信息以及相机的默认向上矢量是正y轴这一事实，变换矩阵的第二行为我们提供了摄像机的向上矢量。以下代码给出了我想要的内容：

let cameraUp = SCNVector3(cameraTransform.m21,
                          cameraTransform.m22,
                          cameraTransform.m23)

Answer 2

可能是我误解了您要做什么，但我想提供一个替代解决方案（方法和结果与您的答案不同）。

出于我的目的，当电话笔直指向上方时，我将向上矢量定义为（0，1，0）-基本上，我希望笔直指向手机顶部的单位矢量。当手机水平向左时，ARKit将向上向量定义为（0，1，0）-因此y轴指向手机的右侧-可能是因为他们希望AR应用程序更喜欢水平方向。 / p>

camera.transform返回AR会话开始时相机相对于其初始方向的方向。它是一个4x4矩阵-前3x3是旋转矩阵-因此，当您编写cameraTransform.m21等时，您引用的是旋转矩阵的一部分，这与up向量是不同的（但是您定义了它））。

因此，如果我将向上向量定义为y轴指向手机顶部的单位y-向量，则必须在ARKit空间中将其写为（-1，0，0）。然后，简单地将此向量（稍作修改，请参见下文）乘以相机的变换即可得到我要寻找的“向上向量”。以下是在ARSessionDelegate回调中使用此计算的示例。

func session(_ session: ARSession, didUpdate frame: ARFrame) {
    // the unit y vector is appended with an extra element
    // for multiplying with the 4x4 transform matrix
    let unitYVector = float4(-1, 0, 0, 1)
    let upVectorH = frame.camera.transform * unitYVector
    // drop the 4th element
    let upVector = SCNVector3(upVectorH.x, upVectorH.y, upVectorH.z)
}

如果要使用ARKit的水平方向，则可以使用let unitYVector = float4(0, 1, 0, 1)。

您还可以通过将单位矢量（0、0、1、1）乘以摄像头变换，来进行相同的计算，以获得“方向矢量”（指向手机的正面）。

在ARKit中获取相机的向上矢量

2 个答案: