SceneKit开发教程03|SceneKit开发教程03 | 使用SCNNode && SCNReferenceNode定义场景结构 SceneKit开发教程03|使用SCNNode&

上一篇介绍了场景（SCNScene）和视图（SCNView）相关的内容，本节介绍和节点相关的内容。

0. 写在前面在SceneKit场景中，把节点的层次树结构称为场景图，场景中的节点可以分为两类：

一个根节点，它为场景的世界定义了一个坐标空间
其它节点，其它节点一起构成场景中的可见内容

SceneKit在视图中显示场景，处理场景图并执行动画，然后通过GPU逐帧渲染出来。
在使用SceneKit之前，您应该熟悉基本的图形概念，例如坐标系和立体几何。 SceneKit使用右手坐标系，其中（默认情况下）视图的方向沿着负z轴，如下所示：

SceneKit开发教程03|SceneKit开发教程03 | 使用SCNNode && SCNReferenceNode定义场景结构

文章图片
SceneKit坐标系.png 其实SceneKit构建的3D空间可以和UIKit构建的3D空间对比理解，画了一张草图可以对比理解：

文章图片
image.png 2. SCNNode 场景图的结构元素，表示3D坐标空间中的位置和变换，可以将几何体，灯光，相机或其他可显示内容附加到节点上。
注意：SCNNoad对象本身没有可见内容，它只代表相对于它的父节点的坐标空间变换（位置、方向和尺寸）。为了构建场景的时候，使用节点的层次结构来创建其结构，然后向节点添加灯、相机和几何体以创建可视内容。
2.1 创建一个节点
SCNNode提供了两个init方法来创建节点对象：

init(geometry: SCNGeometry?)，创建附加了指定几何的节点对象
init(mdlObject: MDLObject)，从指定的 Model I/O 对象创建节点对象

2.1 节点的变换（transform）
和节点变换相关的属性很重要，它们直接影响了节点的位置、大小以及动画。
节点的转换对于开发者来说很重要，主要原因有两点：

转换描述了节点相对于父节点的位置、旋转以及尺寸信息，只有掌握了转换，才能把节点放在正确的位置
这部分内容和动画相关，要使你的场景动起来，这部分是基础

要掌握这部分内容，就要弄清楚“两个矩阵”和“五个向量”。
2.1.1 两个矩阵 simdPivot
pivot的意思是枢轴、中心点。所以这个矩阵我称之为枢轴矩阵，在SCNNode中，API定义如下：

var simdPivot: simd_float4x4

节点的“枢轴”表示节点坐标空间之间的转换，它还会被simdPosition、simdRotation和simdScale属性使用。
枢轴矩阵的默认值是4x4的单位矩阵，表示：

节点的位置在其坐标系的原点位置，
节点的旋转轴是穿过其中心点的轴，
节点的缩放也是相当对其中心点的。

simdTransform
变换矩阵，表示当前节点相对于父节点的变换，默认值是4x4的单位矩阵。它由节点的simdRotation、simdPosition、和 simdScale 属性组成。

var simdTransform: simd_float4x4

当改变节点的simdTransform属性，节点的simdRotation、simdOrientation、simdEulerAngles、simdPosition 和 simdScale 属性会随着自动变化。反之亦然。
2.1.2 五个向量

var simdPosition: simd_float3，节点的位置，一个三维向量，描述节点相对于父节点的位置，默认是个零向量，表示当前节点添加在父节点坐标系的原点位置
var simdRotation: simd_float4，节点的旋转，一个四维向量，前三维描述旋转轴的方向，第四维描述旋转的角度，默认是零向量，表示没有旋转
var simdScale: simd_float3，节点的大小，一个三维向量，表示几何体在每一维上大小缩放系数
var simdEulerAngles: simd_float3，节点的欧拉角，一个三维向量，用每一维分别表示 pitch、yaw 和 roll。其中，pitch 表示节点围绕 X 轴的旋转角度； yaw 表示节点围绕 Y 轴的旋转角度；roll 表示节点围绕 Z 轴旋转的角度。我在网上找了一张图片来辅助理解。

文章图片
image.png 要注意理解simdRotation 和 simdEularAngles 的联系和区别。

var simdOrientation: simd_quatf，节点的方向，用一个四元组来，表示节点的方向。

simd 什么意思](https://stackoverflow.com/questions/44756858/what-does-the-simd-prefix-mean-in-scenekit)。

这一小节弄清楚了节点在场景中的位置，下一节介绍节点的内容，也就是场景中的可视部分。
2.2 节点的内容
这一小节介绍，节点包含的内容。

var name: String?，顾名思义，节点的名称。给节点起一个可读性较好的名称，方便管理节点，尤其是在读写场景文件的时候。
var light: SCNLight?，添加到节点上的灯光，一个节点上只能添加一个灯光。

var camera: SCNCamera?，添加到节点上的相机，只有给显示场景的视图的pointOfView属性，设置一个包含相机的节点，视图才能显示场景。这句话读起来比较拗口，举个之前举过的例子来辅助理解，下图是一个拍摄电影的画面：

文章图片
image.png SceneKit中的场景可以和我们在电影院看到的电影场景对应起来，SceneKit中相机可以和拍摄电影的摄像机对应起来。
我们在电影院看到的电影画面，本质上是从相机角度看到的场景，所以说如果没有相机或者相机坏了，接下来发生的场景我们就看不到了！
在SceneKit中也是一样，场景中如果没有包含相机的节点，我们也不到东西。如果我们想多角度的观看场景，那就必须在场景中添加多个包含相机的节点。关于更多相机的信息，在SCNCamera章节详细讲解。

var geometry: SCNGeometry?，添加到节点上的几何体，一个节点上只能添加一个几何体，要同时控制多个几何体，可以创建一个不包含几何体的节点，给刚创建的节点添加子节点，然后将几何体添加到这些节点上。改变节点的几何属性，可以达到移动、旋转或者缩放附着在上面几何体的目的。
var morpher: SCNMorpher?，morpher中文翻译成变形器，这个属性主要用作在多个几何图形之间进行插值，在后面SCNMorpher详细讲解这个属性。
var skinner: SCNSkinner?，这个属性和节点内容的骨骼动画相关。
var categoryBitMask: Int，给节点添加分类，每个节点可以有多个分类。

2.3 给节点添加约束

var constraints: [SCNConstraint]?

2.4 处理节点动画

var presentation: SCNNode
var isPaused: Bool

3. SCNReferenceNode SCNReferenceNode是用来从场景文件中加载node。
接下来分析一下这个类，加深对它的理解！
reference ，引用的意思，这个词在oc中很常见，一个实例的引用，表示指向该实例的指针。
那么，reference node 到底是什么意思？我们先给SCNReferenceNode下一个定义：
SCNReferenceNode 是 SCNNode的一个子类，用来表示从外部场景文件中加载的node。
SCNReferenceNode 有两个重要的方法：

init?(url: URL)方法，使用改方法来实例化SCNReferenceNode，传入的参数是场景文件的地址，注意，新生成的SCNReferenceNode对象是没有“附着”任何内容的，是个空白的node
load()方法，只有运行该方法之后，才会将场景文件中的内容，加载到我们上一步实例化的node中

结合上面两个方法可以看出，我新实例化的SCNReferenceNode是没有内容的，它只是一个引用，指向外部场景文件的某些内容，只有当我们运行load()方法之后，这些"外部场景文件中的内容"才会加载进来！！！！
所以，我们前面给出的，对SCNReferenceNode的定义不是很准确，我们需要重新描述一下:
SCNReferenceNode 是 SCNNode的一个子类，SCNReferenceNode实例在调用load()方法之前，它只是一个空的占位符，在调用load()方法之后，它用来呈现“外部的场景文件中的内容”
【SceneKit开发教程03|SceneKit开发教程03 | 使用SCNNode && SCNReferenceNode定义场景结构】在 SceneKit | 加载 3D模型(obj/scn/dae)到你的AR项目中中，给出的有从文件加载SCNReferenceNode的示例，有需要可以移步！