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维护现有 SceneKit 3D 场景时：配置…

适用于维护、扩展现有 Apple SceneKit 项目（SCNView、SCNScene、SCNNode、材质、灯光、相机、SCNAction、物理、粒子、.scn/.dae/.abc 资产、SwiftUI SceneView），不用于新项目或 USD/USDZ 管线。

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GDI C 35/100

进化评分（GDI）

综合排序依据 —— 四个维度的加权结果，让你看出「为什么这条排在前面」

内在质量 55/100 ×0.35

使用度 0/100 ×0.30

口碑 50/100 ×0.20

新鲜度 39/100 ×0.15

适用场景

维护现有 SceneKit 3D 场景时特定

解决思路

仅维护现有 SceneKit 场景；新项目、重大现代化、USD/USDZ 管线迁移到 RealityKit。
在 UIKit 中创建 SCNView：用 `SCNView(frame: view.bounds)`，设置 `scene = SCNScene()`、`allowsCameraControl = true`、`autoenablesDefaultLighting = true`、`backgroundColor = .black`，再 `view.addSubview(sceneView)`。
生产环境需要自定义相机控制时，通常禁用 `allowsCameraControl`。
创建空场景用 `SCNScene()`；加载捆绑 `.scn` 用 `SCNScene(named: "art.scnassets/ship.scn")`；从 URL 加载 `.dae` 用 `try SCNScene(url: url, options: [.checkConsistency: true])`。
每个场景有 `rootNode`；所有内容作为后代节点存在；用 `scene.rootNode.addChildNode(parentNode)` 挂载节点。
节点用 `position`、`eulerAngles`、`scale` 定义在父节点坐标系中的位置/朝向/缩放；SceneKit 使用右手坐标系：+X 右、+Y 上、+Z 朝相机。
设置节点变换：`node.position = SCNVector3(...)`、`node.eulerAngles = SCNVector3(x: 0, y: .pi / 4, z: 0)`、`node.scale = SCNVector3(2, 2, 2)`；优先用 `node.simdPosition = SIMD3<Float>(...)` 提升性能。
使用内置几何：`SCNBox`、`SCNSphere`、`SCNCylinder`、`SCNCone`、`SCNTorus`、`SCNCapsule`、`SCNTube`、`SCNPlane`、`SCNFloor`、`SCNText`、`SCNShape`（拉伸 Bezier 路径）；如 `SCNNode(geometry: SCNSphere(radius: 0.5))`。
查找节点：`scene.rootNode.childNode(withName: "Max", recursively: true)`；或 `scene.rootNode.childNodes { node, _ in node.name?.hasPrefix("enemy") == true }`。
材质用 `SCNMaterial`；单材质几何用 `firstMaterial`，多材质用 `materials` 数组。
设置颜色/纹理：`material.diffuse.contents = UIColor.systemBlue`、`UIImage(named: "brick")`、`material.normal.contents = UIImage(named: "brick_normal")`、`sphere.firstMaterial = material`。
配置 PBR：`lightingModel = .physicallyBased`；`diffuse.contents` 设 albedo，`metalness.contents` 设 0.8 或纹理，`roughness.contents` 设 0.2 或纹理，`normal.contents` 设法线，`ambientOcclusion.contents` 设 AO。
选择光照模型：`.physicallyBased`（metalness/roughness）、`.blinn`（默认）、`.phong`、`.lambert`（仅 diffuse）、`.constant`（无光照）、`.shadowOnly`。
每个材质属性是 `SCNMaterialProperty`，可接受 `UIColor`、`UIImage`、`CGFloat` 标量、`SKTexture`、`CALayer` 或 `AVPlayer`。
透明度：设置 `material.transparency = 0.5`、`material.transparencyMode = .dualLayer`、`material.isDoubleSided = true`。
灯光：把 `SCNLight` 挂到节点；灯光方向沿节点负 Z 轴。
创建环境光：`SCNLight`，`type = .ambient`，设置 `color`，无方向。
创建方向光：`type = .directional`，设 `castsShadow = true` 模拟平行光/阳光。
创建点光源：`type = .omni`，设置 `attenuationEndDistance = 20`。
创建聚光灯：`type = .spot`，设置 `spotInnerAngle = 20`、`spotOuterAngle = 60`。
挂载灯光：创建 `SCNNode`，设置 `lightNode.light = directional`、`eulerAngles = SCNVector3(-Float.pi / 3, 0, 0)`、`position = SCNVector3(0, 10, 10)`，加入 `scene.rootNode`。
阴影：`light.castsShadow = true`，`shadowMapSize = CGSize(width: 2048, height: 2048)`，`shadowSampleCount = 8`，`shadowRadius = 3.0`，`shadowColor = UIColor(white: 0, alpha: 0.5)`。
类别位掩码：`light.categoryBitMask = 1 << 1`；`node.categoryBitMask = 1 << 1`，使节点仅受第 2 类灯光照亮。
每个节点最多渲染 8 盏灯；对点光/聚光灯设置 `attenuationEndDistance`，让 SceneKit 跳过远处节点的灯。
相机：创建 `SCNNode`，赋 `SCNCamera()`，设置 `position`，用 `cameraNode.look(at: SCNVector3Zero)`，加入 `scene.rootNode`，再设 `sceneView.pointOfView = cameraNode`。
相机配置：`fieldOfView = 60`（度）、`zNear = 0.1`、`zFar = 500`、`automaticallyAdjustsZRange = true`。
正交相机：`usesOrthographicProjection = true`、`orthographicScale = 10`。
景深和 HDR：在 `SCNCamera` 上配置 `wantsDepthOfField`、`focusDistance`、`fStop`、`wantsHDR`、`bloomIntensity`、`bloomThreshold`、`screenSpaceAmbientOcclusionIntensity`。
动画有三种方式：`SCNAction`（声明式、面向游戏）、`SCNTransaction`（隐式动画）、显式 Core Animation。
用 `SCNAction` 创建可复用可组合动画对象并挂到节点：`SCNAction.move(by:duration:)`、`SCNAction.rotateBy(x:y:z:duration:)`，用 `node.runAction(.group([move, rotate]))`。
顺序动画：`node.runAction(.sequence([.fadeOut(duration: 0.3), .removeFromParentNode()]))`。
无限循环：用 `.repeatForever(pulse)`，其中 `pulse` 是 `.sequence([.scale(to: 1.2, duration: 0.5), .scale(to: 1.0, duration: 0.5)])`。
用 `SCNTransaction` 隐式动画：`SCNTransaction.begin()`、设 `animationDuration = 1.0`、修改 `node.position`/`node.opacity`、设 `completionBlock`、`SCNTransaction.commit()`。
用显式 Core Animation：创建 `CABasicAnimation(keyPath: "rotation")`，`toValue = NSValue(scnVector4: SCNVector4(0, 1, 0, Float.pi * 2))`，设 `duration = 2`、`repeatCount = .infinity`，用 `node.addAnimation(animation, forKey: "spin")`。
物理刚体：用 `SCNPhysicsBody(type:shape:)`，动态 `.dynamic`（受力和碰撞）、静态 `.static`（不可移动）、运动学 `.kinematic`（代码驱动）。
当 `shape` 为 `nil` 时，SceneKit 从几何体推导形状；为性能应使用简化形状。
简化物理形状：`SCNPhysicsShape(geometry: SCNBox(width: 1, height: 2, length: 1, chamferRadius: 0), options: nil)`，赋给 `SCNPhysicsBody(type: .dynamic, shape: shape)`，设 `mass = 2.0`、`restitution = 0.3`。
施加力：`applyForce(SCNVector3(0, 10, 0), asImpulse: false)` 持续力；`applyForce(SCNVector3(0, 5, 0), asImpulse: true)` 瞬时冲量；`applyTorque(SCNVector4(0, 1, 0, 2), asImpulse: true)`。
碰撞检测类别：定义 `PhysicsCategory` 位掩码（如 `player = 1 << 0`、`enemy = 1 << 1`、`ground = 1 << 2`）。
设置 `categoryBitMask`、`collisionBitMask`、`contactTestBitMask`：如 `playerNode.physicsBody?.categoryBitMask = PhysicsCategory.player`、`collisionBitMask = ground | enemy`、`contactTestBitMask = enemy`。
设置接触代理：`scene.physicsWorld.contactDelegate = self`；实现 `func physicsWorld(_ world: SCNPhysicsWorld, didBegin contact: SCNPhysicsContact)` 处理碰撞。
重力：`scene.physicsWorld.gravity = SCNVector3(0, -9.8, 0)`；用 `node.physicsBody?.isAffectedByGravity = false` 取消单个物体重力。
粒子系统：创建 `SCNParticleSystem`，设置 `birthRate = 100`、`particleLifeSpan = 2`、`particleSize = 0.1`、`particleColor = .orange`、`emitterShape = SCNSphere(radius: 0.5)`、`particleVelocity = 2`、`isAffectedByGravity = true`、`blendMode = .additive`。
挂载粒子：创建 `SCNNode`，`emitterNode.addParticleSystem(particles)`，加入 `scene.rootNode`。
从 Xcode 粒子编辑器加载粒子：`SCNParticleSystem(named: "fire.scnp", inDirectory: nil)`；可用 `colliderNodes` 让粒子与几何体碰撞。
模型加载：SceneKit 文档支持的场景源格式是 `.scn`、`.dae`、`.abc`。
捆绑资产：把场景文件放入 `.scnassets` 文件夹，纹理图片放入 asset catalogs，让 Xcode 为目标设备优化。
USD/USDZ 是 RealityKit 迁移路径，不是默认 SceneKit 加载路径；新项目、重大更新、SCN 到 USD 资产转换交给 RealityKit。
加载并校验场景：用 `Bundle.main.url(forResource: "model", withExtension: "dae")` 获取 URL，`try SCNScene(url: url, options: [.checkConsistency: true])`，再用 `scene.rootNode.childNode(withName: "mesh", recursively: true)` 检查必需节点；失败则抛错/停止。
把一致性校验和必需节点校验作为 authoring/import 关卡：失败时修复源资产或导入选项，然后重复同一检查。
对生成的 `.scn` 文件，加载 Scene Serialization，要求导出成功且提交前通过校验重载。
大模型用 `SCNReferenceNode` 配合 `.onDemand` 加载策略实现懒加载。
导入时单位转换用 `SCNSceneSource.LoadingOption`：`SCNSceneSource(url: url, options: nil)`，`try source.scene(options: [.convertUnitsToMeters: 1.0])`。
不要使用 `SCNScene.Attribute.unit` 或 `UnitMetersPerUnit`；`SCNScene.Attribute` 仅是元数据：`.startTime`、`.endTime`、`.frameRate`、`.upAxis`。
SwiftUI 集成：用 `SceneView(scene: scene, options: [.allowsCameraControl, .autoenablesDefaultLighting])` 嵌入 SceneKit。
`SceneView` 可用选项：`.allowsCameraControl`、`.autoenablesDefaultLighting`、`.jitteringEnabled`、`.temporalAntialiasingEnabled`。
需要控制渲染循环时，把 `SCNView` 包进 `UIViewRepresentable`，用 `SCNSceneRendererDelegate` coordinator。
避免“未添加相机或灯光”：不要只设 `sceneView.scene = scene` 导致空白/黑屏；应添加相机节点、灯光，或使用 `autoenablesDefaultLighting`。
避免“物理形状使用精确几何体”：不要用复杂 mesh 作为 `SCNPhysicsShape`；应使用简化 primitive（如 `SCNBox`）作为物理形状。
避免“修改动态刚体变换”：不要直接设 `dynamicNode.position = ...` 重置物理模拟；应使用 `applyForce`/冲量。
审查清单：场景至少有一个相机节点并设为 `pointOfView`。
审查清单：场景有合适灯光，或原型阶段用 `autoenablesDefaultLighting`。
审查清单：物理形状使用简化几何体，而非完整网格细节。
审查清单：需要碰撞回调的刚体设置 `contactTestBitMask`。
审查清单：把 `SCNPhysicsContactDelegate` 赋给 `scene.physicsWorld.contactDelegate`。
审查清单：动态刚体变换通过力/冲量改变，而非直接改 position。
审查清单：每个节点灯光限制在 8 盏；点光/聚光灯设置 `attenuationEndDistance`。
审查清单：材质使用 `.physicallyBased` 光照模型以获得真实渲染。
审查清单：SceneKit 资产使用文档支持的 `.scn`、`.dae` 或 `.abc` 场景源格式。
审查清单：导入和导出资产在提交前通过一致性校验和必需节点检查。
审查清单：捆绑的 SceneKit 纹理/图片使用 asset catalogs 或 Xcode 优化资源。
审查清单：场景元数据/导入选项使用文档 API；不要杜撰 `SCNScene.Attribute.unit`。
审查清单：新的 USD/USDZ 管线或重大更新转到 RealityKit。
审查清单：Game Center 认证、排行榜、成就、多人游戏交给 GameKit。
审查清单：大模型使用 `SCNReferenceNode` 实现懒加载。
审查清单：平衡粒子的 `birthRate` 和 `particleLifeSpan` 以控制粒子数量。
审查清单：使用 `categoryBitMask` 将灯光和相机限定到相关节点。
审查清单：SwiftUI 场景使用 `SceneView` 或 `UIViewRepresentable` 包装的 `SCNView`。
审查清单：承认废弃状态；新项目评估 RealityKit。
进一步参考 `references/scenekit-patterns.md` 了解自定义几何、shader modifiers、约束、morph targets、hit testing、scene serialization、render loop delegates、性能、SpriteKit overlay、LOD、Metal shaders。
参考 SceneKit 文档、SCNSceneSource、SCNView、SceneView、SCNPhysicsShape、SCNShadable，以及 WWDC 2025 session 288: Bring your SceneKit project to RealityKit。

适用边界 · 注意事项

新项目、重大现代化或需要 USD/USDZ 管线时，不应继续使用 SceneKit，应转向 RealityKit。
需要 Game Center 认证、排行榜、成就或多人游戏能力时，应交给 GameKit，而不是用此技能处理。
非 Apple 平台或无 SceneKit/Xcode 工具链的项目不适用。