iOS ARKit + SceneKit 物理接触检测缩放问题

Question

我有一个简单的 3d 区域，其中包含 4 个墙，每个墙都是一个 SCNNode，具有简单的 SCNBox 几何形状，矩形形状，并附有匹配的 SCNPhysicsBody。 SCNPhysicsBody 使用 SCNPhysicsShape.ShapeType.boundingBox，并设置为静态类型。这是一个代码片段:

        let size = (self.levelNode.boundingBox.max - self.levelNode.boundingBox.min) * self.levelNode.scale

        //x //z
        let geometryA = SCNBox(width: CGFloat(size.x), height: CGFloat(1 * self.levelNode.scale.x), length: 0.01, chamferRadius: 0)
        let geometryB = SCNBox(width: CGFloat(size.z), height: CGFloat(1 * self.levelNode.scale.x), length: 0.01, chamferRadius: 0)

        geometryA.firstMaterial?.diffuse.contents = UIColor(red: 0.0, green: 0.2, blue: 1.0, alpha: 0.65)
        geometryB.firstMaterial?.diffuse.contents = UIColor(red: 0.0, green: 0.2, blue: 1.0, alpha: 0.65)


        let nodeA = SCNNode(geometry: geometryA)
        nodeA.position += self.levelNode.position
        nodeA.position += SCNVector3(0, 0.25 * self.levelNode.scale.y, -size.z/2)
        nodeA.name = "Boundary-01"

        let nodeB = SCNNode(geometry: geometryA)
        nodeB.position += self.levelNode.position
        nodeB.position += SCNVector3(0, 0.25 * self.levelNode.scale.y, size.z/2)
        nodeB.name = "Boundary-03"

        let nodeC = SCNNode(geometry: geometryB)
        nodeC.position += self.levelNode.position
        nodeC.position += SCNVector3(-size.x/2, 0.25 * self.levelNode.scale.y, 0)
        nodeC.eulerAngles = SCNVector3(0, -Float.pi/2, 0)
        nodeC.name = "Boundary-02"

        let nodeD = SCNNode(geometry: geometryB)
        nodeD.position += self.levelNode.position
        nodeD.position += SCNVector3(size.x/2, 0.25 * self.levelNode.scale.y, 0)
        nodeD.eulerAngles = SCNVector3(0, Float.pi/2, 0)
        nodeD.name = "Boundary-04"

        let nodes = [nodeA, nodeB, nodeC, nodeD]

        for node in nodes {
            //
            let shape = SCNPhysicsShape(geometry: node.geometry!, options: [
                SCNPhysicsShape.Option.type : SCNPhysicsShape.ShapeType.boundingBox])
            let body = SCNPhysicsBody(type: .static, shape: shape)
            node.physicsBody = body
            node.physicsBody?.isAffectedByGravity = false
            node.physicsBody?.categoryBitMask = Bitmask.boundary.rawValue
            node.physicsBody?.contactTestBitMask = Bitmask.edge.rawValue
            node.physicsBody?.collisionBitMask = 0

            scene.rootNode.addChildNode(node)
            node.physicsBody?.resetTransform()
        }

在这个区域内，我会定期生成实体。每个也有一个 SCNBox 几何形状，这次是立方体形状，比墙壁小，物理体的参数与上述相同。

为了简化我的实体在这个游戏区域内的行为，我正在计算它们的行进路径，然后将 SCNAction 应用到相关节点以移动它们。 SCNAction 移动节点和附加到它的物理体。

我正在使用 SCNPhysicsWorld 接触委托(delegate)来检测实体何时到达边界墙之一。然后，我从该墙向另一个方向计算它的随机轨迹，清除它的 Action ，并应用新的移动 SCNAction。

这就是有趣的地方......

当这个“世界”比例为 1:1 时。在标准 SCNScene 和使用 ARKit 投影的场景中，接触被检测为正常。可见接触，即实体方向的可见变化，似乎如预期的那样接近边界。当我检查每个联系人的 contact.penetrationDistance 时，它​​们的值是例如0.00294602662324905。

但是当我在 ARKit 中将这个“世界”的比例更改为更小的尺寸时，比如说相当于 10 厘米宽度，模拟就会崩溃。

当检测到接触时，实体和边界节点之间的接触在它们之间具有相对较大的可见间隙。然而，contact.penetrationDistance 与之前的大小相同。

我打开 ARSCNView 调试选项以在渲染中显示物理形状，它们看起来都是正确的比例，匹配它们节点的边界框。

正如您从上面的代码示例中看到的，边界节点是在我的 AR 用户设置期间缩放关卡后生成的。它们被添加到场景的根节点，而不是作为关卡节点的子节点。相同的代码用于生成实体。

之前我曾尝试在物理体上使用 resetTransform() 函数，但这并没有产生可靠的物理体缩放，在我缩放关卡之后，所以我决定在之后为边界和实体生成节点级别已缩放。

在 Apple 的文档中，它确实声明如果 SCNPhysicsBody 不是自定义形状，它将采用应用于它的节点几何体的比例。在将缩放应用于关卡后，我正在生成几何图形及其各自的节点，因此我不受此影响。

目前的假设之一是物理模拟会在如此小的范围内崩溃。但是我不是靠模拟力来移动 body 的……

是否有更合适的方法来缩放物理世界？

或者，我是在盯着 SCNPhysicsWorld 中的一个错误，那是我目前无法控制的事情。

我确实考虑过的一个解决方案是以 1:1 的比例运行整个模拟但隐藏，然后将这些运动应用于较小的实体。可以想象，那会影响整个场景的表现……

Answer 1

第一个接触点的穿透距离为负值，说明存在间隙。当您缩小模拟的大小时，此差距似乎不会缩小。

作为解决上述多余问题的一种方法，我对 Contact Delegate 中的接触进行了额外检查，不采用针对特定类别检测到的第一个接触，而是确保 penetrationDistance 值为正，从而确保有是两个对象之间的重叠，然后触发与边界相连的实体的方向改变。