swift - 使用PhysicsBody旋转SCNNode以匹配Thumbstick的弧度

Question

我正在开发一个使用 Swift 和 SceneKit 构建的自上而下的太空游戏，并进行以下设置:

代表宇宙飞船的SCNNode

• 旋转仅限于 y 轴；值范围从 -M_PI_2 到 M_PI + M_PI_2
• 移动仅限于 x 和 z 轴。

游戏 Controller 拇指杆输入

• x 轴和 y 轴上的值范围为 -1.0 到 1.0。

当游戏 Controller 的拇指杆改变位置时，宇宙飞船应使用物理体旋转以匹配拇指杆的弧度。

摇杆的目标弧度可以通过以下公式计算:

let targetRadian = M_PI_2 + atan2(-y, -x)

节点当前的弧度可以通过以下方式获得:

let currentRadian = node.presentationNode.rotation.w * node.presentationNode.rotation.y

NSTimeInterval deltaTime 提供自上次旋转计算以来的时间(以秒为单位)。

如何使用angleVelocity、applyTorque或其他物理方法旋转节点以达到targetRadian？

Answer 1

targetRadian 和 currentRadian 之间的差异范围为 0.0 到 -2π，具体取决于当前弧度。该方程将确定达到目标弧度的最短转向方向，.顺时针或.逆时针:

let turnDirection = (radianDifference + (M_PI * 2)) % (M_PI * 2) < M_PI ? RotationDirection.CounterClockwise : RotationDirection.Clockwise

使用applyTorque，有可能过度旋转超过targetRadian，从而在旋转改变方向时产生摆动效果，就像指南针向一点磁化一样来回到达targetRadian。以下虽然不是完美的解决方案，但却削弱了效果:

let turnDampener = abs(radianDifference) < 1.0 ? abs(radianDifference) : 1.0

完整的解决方案是:

enum RotationDirection: Double {
    case Clockwise = -1.0
    case CounterClockwise = 1.0
}

func rotateNodeTowardDirectionalVector(node: SCNNode, targetDirectionalVector: (x: Double, y: Double), deltaTime: NSTimeInterval) {
    guard abs(targetDirectionalVector.x) > 0.0 || abs(targetDirectionalVector.y) > 0.0 else { return }

    let currentRadian = Double(node.presentationNode.rotation.w * node.presentationNode.rotation.y)
    let targetRadian = M_PI_2 + atan2(-targetDirectionalVector.y, -targetDirectionalVector.x)

    let radianDifference = targetRadian - currentRadian

    let π2 = M_PI * 2
    let turnDirection = (radianDifference + π2) % π2 < M_PI ? RotationDirection.CounterClockwise : RotationDirection.Clockwise

    let absRadianDifference = abs(radianDifference)
    let turnDampener = absRadianDifference < 1.0 ? absRadianDifference : 1.0

    node.physicsBody?.applyTorque(SCNVector4Make(0, CGFloat(turnDirection.rawValue), 0, CGFloat(deltaTime * turnDampener)), impulse: true)
}