判斷 AR 中座標系的姿態和位置的簡單方法

AR 開發中常常遇到的問題是：我已經打開了 Debug 選項或者使用了 Debug 工具，可是如何看出座標系的姿態和位置？怎麼看出來哪一個是 x 軸，哪一個是 y 軸？

// Debug 選項，顯示世界座標的原點
var debugOptions: SCNDebugOptions = []
debugOptions.insert(ARSCNDebugOptions.showWorldOrigin)
sceneView.debugOptions = debugOptions
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還有的問題是：我在 .scn/.dae 文件中調整 3D 模型時，x/y/z 位置怎麼對應？歐拉角 x/y/z 又怎麼區分正負？

座標對應關係

先說明一下座標的對應關係： 座標軸通常是用顏色來區分的，(x,y,z) 軸對應 RGB 三種顏色。由於蘋果在 AR/3D 中使用右手系，也能夠用手指來表示：大拇指，食指，中指 分別對應 (x,y,z) 軸：

至於歐拉角的正負，也是用右手螺旋法則來判斷：將右手大拇指對準轉軸，其他手指的彎曲方向就是正方向：

World 與 Local

可是前面所講的 Position 和 Euler 角度是相對於誰的呢？通常調整的是 Local ，即相對於父結點（parentNode）的，若是沒有父結點，那就是相對於 scene.rootNode 的。

以下圖，這個 .scn 文件內部的 camera,plane 等結點都是放在 scene.rootNode 下面的，因爲 camera 的 Position 和 Euler 角度都是 0，因此相機和 scene.rootNode 座標徹底重合。

這裏 plane 的 Position 爲 (0,0,-10)，即相對於父結點 scene.rootNode 在 z 軸負方向移動 10 米。這也意味着 plane 的 worldPosition 其實也是 (0,0,-10)。

又以下圖中，plane 的父結點是 ship，ship 的父結點是 scene.rootNode。那麼，當調整 plane 的 Position 和 Euler 都是相對於 ship 座標系的。

沒法目視檢測的狀況

當出現沒法經過目視來檢查座標軸的狀況時，咱們也能夠打印直接輸出 Position 和 Euler 來判斷位置。

那麼若是隻拿到了矩陣，如何經過用右手三根手指比劃出 x,y,z 座標軸的位置和方向來判斷物體的位置與姿態？又要請出這幅圖了：

因爲 AR 中都是列主序的，那麼矩陣的第一列前三個就是 x 軸的位置。最後一列則是位置信息。

對於 SCNMatrix 類型來講：m11,m12,m13 就是 x 軸在父座標系中的方向；m21,m22,m23 就是 y 軸在父座標系中的方向；m31,m32,m33就是 z 軸在父座標系中的方向；m41,m42,m43就是座標原點在父座標系中的位置。

同理可知，simdfloat4x4 類型也是如此，column[0] 的前三個份量表明 x 軸在父座標系中的方向......

知道了座標軸的方向和位置，只須要再用右手比劃一下，就能知道物體的位置和方向了。