objective-c - OS X 上的 SceneKit 有数千个对象

Question

我正在学习本教程:http://blog.bignerdranch.com/754-scenekit-in-mountain-lion/

我对使用 Scene Kit 很感兴趣，但我的场景可能有数千个球体。为了对 Scene Kit 进行压力测试，我尝试了这个:

SCNSphere *sphere = [SCNSphere sphereWithRadius:0.5];
for (int i=0; i<10; i++) {
    for(int j=0; j<10; j++){
        for(int k=0; k<10; k++){
            SCNNode *myNode = [SCNNode nodeWithGeometry:sphere];
            myNode.position = SCNVector3Make(i,j,k);
            [root addChildNode:myNode];
        }
    }
}

例如，这对于 1000 个球体 (10^3)​​ 工作正常，但对于 1,000,000 个球体 (100^3) 会失败(也许不足为奇)。我不介意不能使用一百万个球体，但我想弄清楚合理的上限是多少(5,000？15,000？)以及如何增加它。

我可以做些什么来缓解这种情况？例如我已经尝试过 sphere.segmentCount = 3，虽然这可以加快渲染速度，但它对内存使用没有太大影响，我怀疑这是限制因素。

此外，似乎没有 SCNPoint 类。当球体数量太多时，我正在考虑切换到只显示一个点，但我无法从 SceneKit 文档中看到如何显示一个简单的点——我能看到的最简单的是一个三角形。

非常感谢任何帮助。

编辑:@toyos 建议将 SCNSphere 对象合并到单个 SCNGeometry 对象中(前提是它们不需要独立动画，而它们不需要)，但我找不到一个简单的方法来做到这一点。

SCNGeometry 是使用 [SCNGeometry geometryWithSources:(* NSArray)sources geometryWithElements:(* NSArray) elements] 创建的，如记录 here ，但我不清楚如何从我的球体创建一个 SCNGeometry 对象。

例如对于单个球体，我可以看到使用 sphere.geometryElementCount 来获取元素的数量，然后使用它来填充使用 [sphere geometryElementAtIndex:(NSInteger)elementIndex] 的数组这会给我元素，但我不确定如何获得“来源”(或者它们甚至是什么)。获取几何源的方法是[sphere geometrySourcesForSemantic:(NSString*) semantic]，但是这个语义字符串是什么？ (它的意思是“法线”或“顶点”还是其他东西？文档很有帮助地说语义是“几何源的语义值”。没有说明语义的可能值是什么)

这只是针对单个球体，这毫无意义(因为无论如何 SCNSphere 只是 SCNGeometry 的子类)，所以现在我必须添加多个球体。那么，在将球体的顶点添加到我的 SCNGeometry 对象时，我是否必须手动平移球体的顶点？

我只是想找出最明智的方法。

Answer 1

语义字符串是 SCNGeometrySourceSemanticVertex|Normal|Texcoord ...

对于多个球体，答案是肯定的，您必须在展平之前使用当前节点变换来变换顶点/法线。

下面是一个简化的例子(即它只支持合并“input”的 child ，如果它们都具有相同的几何形状)

- (SCNNode *) flattenNodeHierarchy:(SCNNode *) input
{
    SCNNode *result = [SCNNode node];

    NSUInteger nodeCount = [[input childNodes] count];
    if(nodeCount > 0){
    SCNNode *node = [[input childNodes] objectAtIndex:0];

        NSArray *vertexArray = [node.geometry geometrySourcesForSemantic:SCNGeometrySourceSemanticVertex];
        SCNGeometrySource *vertex = [vertexArray objectAtIndex:0];

        SCNGeometryElement *element = [node.geometry geometryElementAtIndex:0]; //todo: support multiple elements
        NSUInteger primitiveCount = element.primitiveCount;
        NSUInteger newPrimitiveCount = primitiveCount * nodeCount;
        size_t elementBufferLength = newPrimitiveCount * 3 * sizeof(int); //nTriangle x 3 vertex * size of int
        int* elementBuffer = (int*)malloc(elementBufferLength);

        /* simple case: here we consider that all the objects to flatten are the same
         In the regular case we should iterate on every geometry and accumulate the number of vertex/triangles etc...*/

        NSUInteger vertexCount = [vertex vectorCount];
        NSUInteger newVertexCount = vertexCount * nodeCount;

        SCNVector3 *newVertex = malloc(sizeof(SCNVector3) * newVertexCount);        
        SCNVector3 *newNormal = malloc(sizeof(SCNVector3) * newVertexCount); //assume same number of normal/vertex

        //fill
        NSUInteger vertexFillIndex = 0;
        NSUInteger primitiveFillIndex = 0;
        for(NSUInteger index=0; index< nodeCount; index++){
            NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];

            node = [[input childNodes] objectAtIndex:index];

            NSArray *vertexArray = [node.geometry geometrySourcesForSemantic:SCNGeometrySourceSemanticVertex];
            NSArray *normalArray = [node.geometry geometrySourcesForSemantic:SCNGeometrySourceSemanticNormal];
            SCNGeometrySource *vertex = [vertexArray objectAtIndex:0];
            SCNGeometrySource *normals = [normalArray objectAtIndex:0];

            if([vertex bytesPerComponent] != sizeof(float)){
                NSLog(@"todo: support other byte per component");
                continue;
            }

            float *vertexBuffer = (float *)[[vertex data] bytes];
            float *normalBuffer = (float *)[[normals data] bytes];

            CATransform3D t = [node transform];
            GLKMatrix4 matrix = MyGLKMatrix4FromCATransform3D(t);

            //append source
            for(NSUInteger vIndex = 0; vIndex < vertexCount; vIndex++, vertexFillIndex++){
                GLKVector3 v = GLKVector3Make(vertexBuffer[vIndex * 3], vertexBuffer[vIndex * 3+1], vertexBuffer[vIndex * 3 + 2]);
                GLKVector3 n = GLKVector3Make(normalBuffer[vIndex * 3], normalBuffer[vIndex * 3+1], normalBuffer[vIndex * 3 + 2]);

                //transform
                v = GLKMatrix4MultiplyVector3WithTranslation(matrix, v);
                n = GLKMatrix4MultiplyVector3(matrix, n);

                newVertex[vertexFillIndex] = SCNVector3Make(v.x, v.y, v.z);
                newNormal[vertexFillIndex] = SCNVector3Make(n.x, n.y, n.z);
            }

            //append elements
            //here we assume that all elements are SCNGeometryPrimitiveTypeTriangles
            SCNGeometryElement *element = [node.geometry geometryElementAtIndex:0];
            const void *inputPrimitive = [element.data bytes];
            size_t bpi = element.bytesPerIndex;

            NSUInteger offset = index * vertexCount;

            for(NSUInteger pIndex = 0; pIndex < primitiveCount; pIndex++, primitiveFillIndex+=3){                
                elementBuffer[primitiveFillIndex] = offset + _getIndex(inputPrimitive, bpi, pIndex*3);
                elementBuffer[primitiveFillIndex+1] = offset + _getIndex(inputPrimitive, bpi, pIndex*3+1);
                elementBuffer[primitiveFillIndex+2] = offset + _getIndex(inputPrimitive, bpi, pIndex*3+2);
            }

            [pool drain];
        }

        NSArray *sources = @[[SCNGeometrySource geometrySourceWithVertices:newVertex count:newVertexCount],
                             [SCNGeometrySource geometrySourceWithNormals:newNormal count:newVertexCount]];

        NSData *newElementData = [NSMutableData dataWithBytesNoCopy:elementBuffer length:elementBufferLength freeWhenDone:YES];
        NSArray *elements = @[[SCNGeometryElement geometryElementWithData:newElementData
                                                            primitiveType:SCNGeometryPrimitiveTypeTriangles
                                                           primitiveCount:newPrimitiveCount bytesPerIndex:sizeof(int)]];

        result.geometry = [SCNGeometry geometryWithSources:sources elements:elements];

        //cleanup
        free(newVertex);
        free(newNormal);
    }

    return result;
}

//helpers:
GLKMatrix4 MyGLKMatrix4FromCATransform3D(CATransform3D transform) {
    GLKMatrix4 m = {{transform.m11, transform.m12, transform.m13, transform.m14,
        transform.m21, transform.m22, transform.m23, transform.m24,
        transform.m31, transform.m32, transform.m33, transform.m34,
        transform.m41, transform.m42, transform.m43, transform.m44}};
    return m;
}



GLKVector3 MySCNVector3ToGLKVector3(SCNVector3 vector) {
    GLKVector3 v = {{vector.x, vector.y, vector.z}};
    return v;
}