iOS 10 SceneKit 新特性 - SceneKit 制作 3D 场景框架

今天的主题是探索iOS10 SceneKit的新功能，你可以观看今年WWDC的视频Advances in SceneKit Rendering

SceneKit 介绍，SceneKit类似于Unity是一个制作3D物件的框架，很多3D游戏都可以基于这个框架进行开发，自几年前和Swift一起推出到现在广受欢迎。比如今年推出的Swift Playground就有用到SceneKit开发一个3D游戏帮助小盆友学习coding。



你可以看这里对SceneKit有点基础的了解Objc-SceneKit介绍
今年的SceneKit已经支持iWatch了，大东目前没iWatch，不过觉得屏幕太小了，最多就是几个3D的小部件吧。

Physically based rendering

今年最大的更新是提供了Physically based rendering（PBR），不懂可以上网查，简单的说就是让3D的物品更加3D了，我后面重点就是谈谈这个新的功能。

What's new in iOS 10 SceneKit: A new Physically Based Rendering (PBR) system allows you to leverage the latest in 3D graphics research to create more realistic results with simpler asset authoring

官方文档谈到的

PBR materials require only three fundamental properties— diffuse, metalness, and roughness—to produce a wide range of realistic shading effects.

相比之前，现在映射一个3D物体变得很容易，只要实现这3个变量 diffuse metalness roughness 即可。我们做一个小Demo更加帮助理解。

首先下载自己喜欢的物品材质，所谓的材质可以理解一个为意见物品的“皮肤”，你可以选择喜欢的贴图来实现不同的效果。下载网址

let materialPrefixes : [String] = ["Copper-scuffed"]
let material = sphereNode.geometry?.firstMaterial

// Declare that you intend to work in PBR shading mode
// Note that this requires iOS 10 and up
material?.lightingModel = SCNMaterial.LightingModel.physicallyBased
// Setup the material maps for your object
let materialFilePrefix = materialPrefixes[0]
material?.diffuse.contents = UIImage(named: "\(materialFilePrefix)-albedo.png")
material?.roughness.contents = UIImage(named: "\(materialFilePrefix)-roughness.png")
material?.metalness.contents = UIImage(named: "\(materialFilePrefix)-metal.png")

这里就实现了物品材质的选择，但是球的背景图是怎么实现的，怎么会有倒摄的效果呢？

其实实现也很简单，假设你把一个物体的LightingModel定位为PBR，只要提供一张全景照片就能够将照片隐射到上面去

let env = UIImage(named: "interior_hdri_29_20150416_1169368110.jpg")
scene.lightingEnvironment.contents = env

注意，这里的全景照片指的不是手机拍的全景照片而是高质量，专业效果拍摄出来的图片，如果照片不合格，就会出现错误，如下示例图。



当然还要有后面背景图

let bg = UIImage(named: "interior_hdri_29_20150416_1169368110.jpg")
scene.background.contents = bg

注意观察到它们是同一张图

最后就会呈现如下的效果图，我用Swift Playground可使，真是太强大了。我还加入了Core Motion，可以移动iPad来切换不同的视角，这同时也是VR View的制作方式呀，以后更新如何开发一个属于iOS 的VR应用，并连接SceneKit，感觉以后发展可观。



当然你还可以新建一个.scn文件来制作

先拖一个SphereNode



更改Material的属性



更改Lighting Environment 和 Background 属性



可以自己尝试不同的3D物件，在Object-library上拖拽到.scn文件中即可

Physically Based Lights

Authors of PBR scene content often prefer working in physically based terms, so you can now define lighting using intensity (in lumens) and color temperature (in degrees Kelvin), and import specifications for real-world light fixtures using the IESProfileURL property.



今年对scnLight 的更新是新增一种灯源，就是可以在网上找到一种文件格式.ies，就可以导入不同格式的灯源。这对设计师来说应该是一个福利

//add a liteNode
let liteNode = SCNNode()
liteNode.light = SCNLight()
liteNode.light?.iesProfileURL = URL(fileReferenceLiteralResourceName: "LF6N_1_42TRT_F6LS73.ies")
liteNode.light?.type = .IES

HDR Camera

Add even more realism with the new HDR features and effects in the SCNCamera class. With HDR rendering, SceneKit captures a much wider range of brightness and contrast in a scene, then allows you to customize the tone mapping that adapts that scene for the narrower range of a device’s display. Enable exposure adaptation to create automatic effects when, for example, the player in your game moves from a darkened area into sunlight. Or use vignetting, color fringing, and color grading to add a filmic look to your game.



我也做了一个Demo来尝试新的api效果，大东表示非常赞????，有一些属性是支持Animate的，这在官方的Demo上有展示过一个效果场景就是当一个突然物体飞速移动时，周围的场景会变有模糊效果，联系一下开车场景，这种效果让游戏开发变得更加逼真!

苹果今年给SCNCamera添加了很多新的效果，可以找官方的APi文档查找。

今年的 WWDC Demo

苹果今年开源了两个适合大家入们SceneKit的Demo，而且都有用Swift 3编写，看Session到那里时非常激动，现场也很多人鼓掌欢呼（表示大东很想去WWDC）





写在最后，大东想说，SceneKit很强大，我也相信苹果如果以后要推出VR，SceneKit这种制作3D场景的框架一定会被广受利用。最近我还在探索如何用Google 的VR-iOS SDK来实现一个SceneKit场景。也希望能和大家交流学习。