Как создать объект SceneKit SCNSkinner в коде?

У меня есть приложение Swift, использующее SceneKit для iOS 8. Я загружаю сцену из файла .dae, который содержит сетку, управляемую скелетом. Во время выполнения мне нужно изменить координаты текстуры. Использование преобразования не является вариантом - мне нужно вычислить другой, абсолютно новый УФ для каждой вершины в сетке.

Я знаю, что геометрия неизменна в SceneKit, и я читал, что предлагаемый подход заключается в том, чтобы сделать копию вручную. Я пытаюсь это сделать, но я всегда терплю неудачу при попытке воссоздать код SCNSkinner в коде. Сбой - EXC_BAD_ACCESS внутри C3DSourceAccessorGetMutableValuePtrAtIndex. К сожалению, для этого нет исходного кода, поэтому я не уверен, почему именно он сбой. Я сузил его до объекта SCNSkinner, прикрепленного к сетке node. Если я этого не сделаю, у меня нет сбоя, и кажется, что все работает.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Вот более полный стек вызовов:

C3DSourceAccessorGetMutableValuePtrAtIndex
C3DSkinPrepareMeshForGPUIfNeeded
C3DSkinnerMakeCurrentMesh
C3DSkinnerUpdateCurrentMesh
__CFSetApplyFunction_block_invoke
CFBasicHashApply
CFSetApplyFunction
C3DAppleEngineRenderScene
...

Я не нашел документацию или пример кода о том, как создать объект SCNSkinner вручную. Поскольку я просто создаю его на основе ранее работающей сетки, это не должно быть слишком сложно. Я создаю SCNSkinner в соответствии с документацией Swift, передавая все правильные вещи в init. Однако в SCNSkinner есть свойство скелета, которое я не уверен, как установить. Я установил его в скелет, который был на оригинальной SCNSkinner сетки, которую я копирую, и я думаю должен работать... но это не так. При настройке свойства скелета он, как представляется, не назначает. Проверяя это сразу после задания, он показывает, что он по-прежнему равен нулю. В качестве теста я попытался установить исходное свойство скелета сетки на что-то еще, и после назначения он также остался нетронутым.

Может ли кто-нибудь пролить свет на то, что происходит? Или как правильно создать и настроить объект SCNSkinner вручную?

Вот код, который я использую, чтобы вручную клонировать сетку и заменять ее новым (я не изменял ни одного из исходных данных здесь - я просто пытаюсь убедиться, что могу создать копию в этот пункт):

// This is at the start of the app, just so you can see how the scene is set up.
// I add the .dae contents into its own node in the scene. This seems to be the
// standard way to put multiple .dae models into the same scene. This doesn't seem to
// have any impact on the problem I'm having -- I've tried without this indirection
// and the same problem exists.
let scene = SCNScene()

let modelNode = SCNNode()
modelNode.name = "ModelNode"

scene.rootNode.addChildNode(modelNode)

let modelScene = SCNScene(named: "model.dae")

if modelScene != nil {
    if let childNodes = modelScene?.rootNode.childNodes {
        for childNode in childNodes {
            modelNode.addChildNode(childNode as SCNNode)
        }
    }
}


// This happens later in the app after a tap from the user.

let modelNode = scnView.scene!.rootNode.childNodeWithName("ModelNode", recursively: true)

let modelMesh = modelNode?.childNodeWithName("MeshName", recursively: true)

let verts = modelMesh?.geometry!.geometrySourcesForSemantic(SCNGeometrySourceSemanticVertex)
let normals = modelMesh?.geometry!.geometrySourcesForSemantic(SCNGeometrySourceSemanticNormal)
let texcoords = modelMesh?.geometry!.geometrySourcesForSemantic(SCNGeometrySourceSemanticTexcoord)
let boneWeights = modelMesh?.geometry!.geometrySourcesForSemantic(SCNGeometrySourceSemanticBoneWeights)
let boneIndices = modelMesh?.geometry!.geometrySourcesForSemantic(SCNGeometrySourceSemanticBoneIndices)
let geometry = modelMesh?.geometry!.geometryElementAtIndex(0)

// Note: the vertex and normal data is shared.
let vertsData = NSData(data: verts![0].data)
let texcoordsData = NSData(data: texcoords![0].data)
let boneWeightsData = NSData(data: boneWeights![0].data)
let boneIndicesData = NSData(data: boneIndices![0].data)
let geometryData = NSData(data: geometry!.data!)

let newVerts = SCNGeometrySource(data: vertsData, semantic: SCNGeometrySourceSemanticVertex, vectorCount: verts![0].vectorCount, floatComponents: verts![0].floatComponents, componentsPerVector: verts![0].componentsPerVector, bytesPerComponent: verts![0].bytesPerComponent, dataOffset: verts![0].dataOffset, dataStride: verts![0].dataStride)

let newNormals = SCNGeometrySource(data: vertsData, semantic: SCNGeometrySourceSemanticNormal, vectorCount: normals![0].vectorCount, floatComponents: normals![0].floatComponents, componentsPerVector: normals![0].componentsPerVector, bytesPerComponent: normals![0].bytesPerComponent, dataOffset: normals![0].dataOffset, dataStride: normals![0].dataStride)

let newTexcoords = SCNGeometrySource(data: texcoordsData, semantic: SCNGeometrySourceSemanticTexcoord, vectorCount: texcoords![0].vectorCount, floatComponents: texcoords![0].floatComponents, componentsPerVector: texcoords![0].componentsPerVector, bytesPerComponent: texcoords![0].bytesPerComponent, dataOffset: texcoords![0].dataOffset, dataStride: texcoords![0].dataStride)

let newBoneWeights = SCNGeometrySource(data: boneWeightsData, semantic: SCNGeometrySourceSemanticBoneWeights, vectorCount: boneWeights![0].vectorCount, floatComponents: boneWeights![0].floatComponents, componentsPerVector: boneWeights![0].componentsPerVector, bytesPerComponent: boneWeights![0].bytesPerComponent, dataOffset: boneWeights![0].dataOffset, dataStride: boneWeights![0].dataStride)

let newBoneIndices = SCNGeometrySource(data: boneIndicesData, semantic: SCNGeometrySourceSemanticBoneIndices, vectorCount: boneIndices![0].vectorCount, floatComponents: boneIndices![0].floatComponents, componentsPerVector: boneIndices![0].componentsPerVector, bytesPerComponent: boneIndices![0].bytesPerComponent, dataOffset: boneIndices![0].dataOffset, dataStride: boneIndices![0].dataStride)

let newGeometry = SCNGeometryElement(data: geometryData, primitiveType: geometry!.primitiveType, primitiveCount: geometry!.primitiveCount, bytesPerIndex: geometry!.bytesPerIndex)

let newMeshGeometry = SCNGeometry(sources: [newVerts, newNormals, newTexcoords, newBoneWeights, newBoneIndices], elements: [newGeometry])

newMeshGeometry.firstMaterial = modelMesh?.geometry!.firstMaterial

let newModelMesh = SCNNode(geometry: newMeshGeometry)

let bones = modelMesh?.skinner?.bones
let boneInverseBindTransforms = modelMesh?.skinner?.boneInverseBindTransforms
let skeleton = modelMesh!.skinner!.skeleton!
let baseGeometryBindTransform = modelMesh!.skinner!.baseGeometryBindTransform

newModelMesh.skinner = SCNSkinner(baseGeometry: newMeshGeometry, bones: bones, boneInverseBindTransforms: boneInverseBindTransforms, boneWeights: newBoneWeights, boneIndices: newBoneIndices)

newModelMesh.skinner?.baseGeometryBindTransform = baseGeometryBindTransform

// Before this assignment, newModelMesh.skinner?.skeleton is nil.
newModelMesh.skinner?.skeleton = skeleton
// After, it is still nil... however, skeleton itself is completely valid.

modelMesh?.removeFromParentNode()

newModelMesh.name = "MeshName"

let meshParentNode = modelNode?.childNodeWithName("MeshParentNode", recursively: true)

meshParentNode?.addChildNode(newModelMesh)

Ответ 2

Я не знаю точно, что приводит к сбою вашего кода, но вот способ генерации сетки, костей и скининга этой сетки - все из кода. Swift4 и iOS 12.

В этом примере есть сетка, представляющая конкатенацию двух цилиндров, причем один из цилиндров разветвляется под углом 45 градусов, например:

 \
 |

Цилиндры - это просто выдавленные треangularьники, т.е. radialSegmentCount = 3. (Обратите внимание, что существует 12 вершин, а не 9, поскольку два цилиндра на самом деле не соединены. Треangularьники упорядочены следующим образом:

      v5
      ^
v3 /__|__\ v1
   |  |  |
   |  v4 |
v2 |/___\| v0

Есть 3 кости, соответствующие головкам и ножкам цилиндров, где средняя кость соответствует головке нижнего цилиндра и одновременно ноге верхнего цилиндра. Так, например, вершины v0, v2 и v4 соответствуют bone0; v1, v3, v5 соответствуют bone1 и так далее. Это объясняет, почему boneIndices (см. ниже) имеет значение, которое он имеет.

Положения покоя костей соответствуют положениям покоя цилиндров в геометрии (bone2 вырастает под углом 45 градусов от bone1, точно так же, как геометрия цилиндра).

С этим контекстом следующий код создает все необходимое для создания геометрии:

let vertices = [float3(0.17841241, 0.0, 0.0), float3(0.17841241, 1.0, 0.0), float3(-0.089206174, 0.0, 0.1545097), float3(-0.089206174, 1.0, 0.1545097), float3(-0.089206256, 0.0, -0.15450965), float3(-0.089206256, 1.0, -0.15450965), float3(0.12615661, 1.1261566, 0.0), float3(-0.58094996, 1.8332633, 0.0), float3(-0.063078284, 0.9369217, 0.1545097), float3(-0.7701849, 1.6440284, 0.1545097), float3(-0.063078344, 0.93692166, -0.15450965), float3(-0.77018493, 1.6440284, -0.15450965)]
let indices: [UInt8] = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 0, 1, 1, 6, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 6, 7]
let geometrySource = SCNGeometrySource(vertices: vertices.map { SCNVector3($0) })
let geometryElement = SCNGeometryElement(indices: indices, primitiveType: .triangleStrip)
let geometry = SCNGeometry(sources: [geometrySource], elements: [geometryElement])

let bone0 = SCNNode()
bone0.simdPosition = float3(0,0,0)
let bone1 = SCNNode()
bone1.simdPosition = float3(0,1,0)
let bone2 = SCNNode()
bone2.simdPosition = float3(0,1,0) + normalize(float3(-1,1,0))
let bones = [bone0, bone1, bone2]

let boneInverseBindTransforms: [NSValue]? = bones.map { NSValue(scnMatrix4: SCNMatrix4Invert($0.transform)) }
var boneWeights: [Float] = vertices.map { _ in 1.0 }
var boneIndices: [UInt8] = [
    0, 1, 0, 1, 0, 1,
    1, 2, 1, 2, 1, 2,
]

let boneWeightsData = Data(bytesNoCopy: &boneWeights, count: boneWeights.count * MemoryLayout<Float>.size, deallocator: .none)
let boneIndicesData = Data(bytesNoCopy: &boneIndices, count: boneWeights.count * MemoryLayout<UInt8>.size, deallocator: .none)

let boneWeightsGeometrySource = SCNGeometrySource(data: boneWeightsData, semantic: .boneWeights, vectorCount: boneWeights.count, usesFloatComponents: true, componentsPerVector: 1, bytesPerComponent: MemoryLayout<Float>.size, dataOffset: 0, dataStride: MemoryLayout<Float>.size)
let boneIndicesGeometrySource = SCNGeometrySource(data: boneIndicesData, semantic: .boneIndices, vectorCount: boneIndices.count, usesFloatComponents: false, componentsPerVector: 1, bytesPerComponent: MemoryLayout<UInt8>.size, dataOffset: 0, dataStride: MemoryLayout<UInt8>.size)

let skinner = SCNSkinner(baseGeometry: geometry, bones: bones, boneInverseBindTransforms: boneInverseBindTransforms, boneWeights: boneWeightsGeometrySource, boneIndices: boneIndicesGeometrySource)

let node = SCNNode(geometry: geometry)
node.skinner = skinner

Примечание. В большинстве случаев вы должны использовать UInt16, а не UInt8.

Ответ 1

Ответ 2