visionOS沉浸式空间坐标系及Point3D单位转换的技术疑问

问题背景 #

我正在测试一款使用沉浸式空间的visionOS应用，其中展示了一个不在原点的Box实体，点击该实体会打印返回的Point3D值。我先后测试了四种SpatialTapGesture版本：默认坐标系、.global坐标系、.local坐标系以及.immersiveSpace坐标系，不同坐标系下点击得到的Point3D值存在差异。

测试代码 #

struct ImmersiveView: View {

    var body: some View {
        RealityView { content in
            let mesh = MeshResource.generateBox(width: 1, height: 0.5, depth: 0.25, splitFaces: true)
            
            var frontMaterial = UnlitMaterial()
            frontMaterial.color.tint = .green
            var topMaterial = UnlitMaterial()
            topMaterial.color.tint = .red
            
            let boxEntity = ModelEntity(mesh: mesh, materials: [frontMaterial, topMaterial])
            boxEntity.components.set(InputTargetComponent(allowedInputTypes: .all))
            boxEntity.components[CollisionComponent.self] = CollisionComponent(shapes: [ShapeResource.generateConvex(from: mesh)])
            boxEntity.transform.translation = [0, 0, -3]
            
            content.add(boxEntity)
         }
        .gesture(tapGesture)
   }

    var tapGesture: some Gesture {
        SpatialTapGesture(coordinateSpace: .local)
            .targetedToAnyEntity()
            .onEnded { event in
                let point3D = event.location3D
                print(point3D)
            }
    }

}

测试发现 #

测试在模拟器中执行，记录不同坐标系下的点击坐标后发现：

• SpatialTapGesture()默认使用.local坐标系；
• .local/默认与.global坐标系的坐标值大致相同，但存在以下差异：
  1. 正面z值.local比.global大约600；
  2. 背面z值.local比.global大约330，这与Box实体z轴偏移3米相关；
  3. 盒子宽度约1300，高度约650，对应1m×0.5m的创建参数；
  4. 盒子深度在.local下约230，.global下约300。

疑问与解答 #

1. location3D返回值的单位是什么？如何转换为米？ #

location3D返回的单位是点（points），visionOS中1米等于1333点（即1pt = 1/1333 m）。你可以通过将返回的坐标值除以1333来转换为米单位。

验证你的测试数据：盒子宽度1300点除以1333约等于0.975米，和设置的1米参数接近；高度650点除以1333约等于0.488米，也和0.5米的设置匹配，完全符合这个转换比例。

2. 为什么盒子深度在.local和.global坐标系下存在差异？ #

这并非单纯的精度问题，核心原因是两个坐标系的原点定义不同：

• .local坐标系的原点是你点击的实体（Box）自身的局部原点，也就是实体创建时的中心位置；
• .global坐标系的原点是整个沉浸式空间的世界原点。

你的Box实体的transform.translation设置为[0, 0, -3]，也就是在世界坐标系中沿z轴负方向偏移了3米。当你点击盒子的正面或背面时，.local坐标系下的z值是相对于盒子自身中心的偏移，而.global坐标系下的z值是相对于世界原点的绝对位置，两者的差值正好对应实体的世界位置偏移。

另外，模拟器中的碰撞检测或射线投射可能存在微小的精度误差，也会导致数值上的细微差异，但主要原因还是坐标系原点的不同。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Reinhard Männer