Unity 3D脚本使用系列： Transform基本类

- 日理万妓 2022-05-23 07:04 607阅读 0赞

# Unity 3D脚本使用系列： Transform基本类 #

transform是每一个GameObject必须拥有的一个组件，用来管理所在GameObject对象的坐标位置、旋转角度和大小缩放。

### 目录 ###

*  Unity 3D脚本使用系列： Transform基本类
    
     *   *  目录
     *  1. transform类的实例属性
        
         *  1.1 eularAngles属性：欧拉角
         *  1.2 hasChanged属性：transform组件是否被修改
         *  1.3 localPosition属性：局部坐标系位置
         *  1.3 parent属性：父物体Transform实例
         *  1.4 Matrix属性：转换矩阵
     *  2. Transform实例方法
        
         *  2.1 Rotate方法：绕轴旋转旋转
         *  2.1.1 绕坐标轴旋转
         *  2.1.2 绕某个向量旋转
         *  2.2 RotateAround方法：绕轴点旋转
         *  2.3 旋转方式总结
         *  2.4 Translate方法：相对坐标系移动

## 1. transform类的实例属性 ##

### 1.1 eularAngles属性：欧拉角 ###

*  在(Unity 3D)U3D中使用**四元数Quaternion**来存储和表示GameObject的旋转角度。
 *  只能对transform.eularAngles进行整体赋值，例如transform.eularAngles = new Vector(1.0f,2.0f,3.0f)，不可以对transform.eularAngles的单独分量进行赋值，例如transform.eularAngles.x = 1.0f是不可以的。
 *  transform.eularAngles进行赋值或者获取的的时候，值都是相对世界坐标系而言的，若需要是相对父物体进行的角度变换则需要使用属性localEularAngles来设置。
 *  transform.eularAngles使用顺规z-x-y，即transform.eularAngles = new Vector3(10.0f, 20.0f, 30.0f)，则GameObject对象会沿着z轴先旋转30°，再沿着x轴旋转10°，最后再沿着y轴旋转20°。

### 1.2 hasChanged属性：transform组件是否被修改 ###

此属性用于判断GameObject对象从上次将此属性设置为false以来，其transform组件的属性是否发生了变化。

### 1.3 localPosition属性：局部坐标系位置 ###

此属性用于设置或返回GameObject对象在局部坐标系中的位置，若无父级对象则和属性Transform.position返回值一样。  
要想完全了解localPosition，那么需要把localposition和position、localScale放在一起讨论。

*  情形一

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">Cube</th> 
   <th align="left">World Position</th> 
   <th align="right">Local Position</th> 
   <th align="center">Local Scale</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">Cube0</td> 
   <td align="left">(1.0f,0.5f,-0.5f)</td> 
   <td align="right">(1.0f,0.5f,-0.5f)</td> 
   <td align="center">(1.0f,1.0f,1.0f)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Cube1</td> 
   <td align="left">(5.0f,1.8f,2.5f)</td> 
   <td align="right">(4.0f,1.3f,3.0f)</td> 
   <td align="center">(1.0f,1.0f,1.0f)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Cube2</td> 
   <td align="left">(10.0f,15.0f,20.6f)</td> 
   <td align="right">(5.0f,13.2f,18.1f)</td> 
   <td align="center">(1.0,1.0,1.0)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

解释：通过相对位移的关系不难看出他们之间的关系。具体的测试代码可以在我个人GitHub中查看。

*  情形二

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">Cube</th> 
   <th align="left">World Position</th> 
   <th align="right">Local Position</th> 
   <th align="center">Local Scale</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">Cube0</td> 
   <td align="left">(1.0f,0.5f,-0.5f)</td> 
   <td align="right">(1.0f,0.5f,-0.5f)</td> 
   <td align="center">(1.0f,<strong>2.0f</strong>,1.0f)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Cube1</td> 
   <td align="left">(5.0f,<strong>3.1f</strong>,2.5f)</td> 
   <td align="right">(4.0f,1.3f,3.0f)</td> 
   <td align="center">(1.0f,1.0f,1.0f)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Cube2</td> 
   <td align="left">(10.0f,<strong>29.5f</strong>,20.6f)</td> 
   <td align="right">(5.0f,13.2f,18.1f)</td> 
   <td align="center">(1.0,1.0,1.0)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

解释：情形二中由于父节点Cube0的LocalScale的变化导致其子孙节点的World Position发生变化。发生变化的具体计算方式是：

> 当子节点的Local Position为(son\_x, son\_y, son\_z),父节点的LocalScale为(dad\_x,dad\_y,dad\_z),父节点的World Position为(dad\_positionx,dad\_positiony,dad\_positionz).
> 
> 子节点的World Position为(son\_x\*dad\_x+dad\_positionx,son\_y\*dad\_y+dad\_positiony,son\_z\*dad\_z+dad\_positionz)

*  情形三

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">Cube</th> 
   <th align="left">World Position</th> 
   <th align="right">Local Position</th> 
   <th align="center">Local Scale</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">Cube0</td> 
   <td align="left">(1.0f,0.5f,-0.5f)</td> 
   <td align="right">(1.0f,0.5f,-0.5f)</td> 
   <td align="center">(1.0f,<strong>2.0f</strong>,1.0f)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Cube1</td> 
   <td align="left">(5.0f,<strong>3.1f</strong>,2.5f)</td> 
   <td align="right">(4.0f,1.3f,3.0f)</td> 
   <td align="center">(1.0f,<strong>2.0f</strong>,1.0f)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Cube2</td> 
   <td align="left">(10.0f,<strong>55.9f</strong>,20.6f)</td> 
   <td align="right">(5.0f,13.2f,18.1f)</td> 
   <td align="center">(1.0,1.0,1.0)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

解释：Cube0是Cube1的父节点，Cube1是Cube2的父节点。通过情形三的实验，发现Local Scale造成的影响具有累计效应。

### 1.3 parent属性：父物体Transform实例 ###

此属性用于返回父物体的Transform实例。transform.parent只能返回夫以及对象的Transform，若要返回父物体的父物体，可以使用transform.parent.parent，更多级父物体依此类推。若父物体不存在，则返回null。如果想返回transform中最顶层的父物体，可以使用transform.root。

### 1.4 Matrix属性：转换矩阵 ###

转换矩阵分为两个部分，从世界坐标系到自身坐标系的转换，以及从自身坐标系到世界坐标系的转换。暂时涉及的项目还没有该属性的使用需求，不做深入学习。

## 2. Transform实例方法 ##

### 2.1 Rotate方法：绕轴旋转旋转 ###

### 2.1.1 绕坐标轴旋转 ###

此方法的功能是是的transform实例在relativeTo的坐标系中旋转欧拉角eularAngles。

//基本语法
    public void Rotate(Vector3 eularAngles);
    public void Rotate(Vector3 eularAngles, Space relativeTo);
    public void Rotate(float xAngle, float yAngle, float zAngle);
    public void Rotate(float xAngle, float yAngle, float zAngle, Space relativeTo);

解释：其中参数eularAngles为transform要旋转的欧拉角，可以是以Vector3的形式给出，也可以分别给出三个角度值。参数relativeTo为transform旋转时候参考的坐标系，如果不特殊说明，默认为Space.Self。

对立方体cubea进行操作，分别按照以自身坐标系为参照系、以世界坐标系为参照系、默认参照系。首先通过给transform.eulerAngles直接赋值，将自身坐标系绕x轴做一旋转。然后使用Rotate函数进行旋转。

cubea.transform.eulerAngles = new Vector3(30.0f, 0.0f, 0.0f);
            Debug.Log("Space.Self1:" + cubec.transform.eulerAngles);
            cubea.transform.Rotate(new Vector3(0.0f, 45.0f, 0.0f), Space.Self);
            Debug.Log("Space.Self2:" + cubec.transform.eulerAngles);
    
            cubea.transform.eulerAngles = new Vector3(30.0f, 0.0f, 0.0f);
            cubea.transform.Rotate(new Vector3(0.0f, 45.0f, 0.0f), Space.World);
            Debug.Log("Space.World:" + cubec.transform.eulerAngles);
    
            cubea.transform.eulerAngles = new Vector3(30.0f, 0.0f, 0.0f);
            cubea.transform.Rotate(new Vector3(0.0f, 45.0f, 0.0f));
            Debug.Log("默认坐标系:" + cubec.transform.eulerAngles);

经过上述代码可以获得如下的结果：  
![这里写图片描述][70]

### 2.1.2 绕某个向量旋转 ###

此方法是使得GameObject对象在relativeTo坐标系中绕轴向量axis旋转angle度。如果想使GameObject对象实例绕着某个物体旋转，则需要使用Transform.RotateAround(point:Vector3, axis: Vector3, angle:float).

//基本语法
    public void Rotate(Vector3 axis, float angle);
    public void Rotate(Vector3 axis， float angle， Space relativeTo)

其中axis为旋转轴方向，参数angle为旋转角度，参数relativeTo为参考坐标系，默认为Space.Self。

### 2.2 RotateAround方法：绕轴点旋转 ###

此方法的功能是是的GameObject对象绕着point点的axis方向旋转angle度。

//基本语法
    public void RotateAround(Vector3 axis, float angle);
    public void RotateAround(Vector3 point,Vector3 axis,float angle)

其中，参数point为参考坐标系，参数axis为旋转轴方向，参数angle为旋转角度。

### 2.3 旋转方式总结 ###

> 旋转实现的方式：
> 
>  *  transform.Rotate()
>  *  transform.RotateAround()
>  *  transform.rotation = Quaternion.Eular(x,y,z)
>  *  transform.localRotation = Quaternion.Euler(x,y,z)
>  *  transform.eularAngles = new Vector3(x,y,z)
>  *  transform.localEulerAngles = new Vector(x,y,z)

前两种是通过transform的实例方法来实现的，在2.1和2.2中已经进行了阐述。  
下面分别讲述剩余4种  
**transform.rotation = Quaternion.Eular(x,y,z)**  
效果：代表了物体的旋转，不能直接为transform.rotation赋值。可以使用各种Quaternion的方法。  
**transform.eularAngles = new Vector3(x,y,z)**  
效果：与Quaternion.enlerAngles基本相同，用来设定物体的旋转角度，但不要分别设置xyz，要整体赋值。

> 注意以下三种方式最后得到的结果都是一样的，只是在赋值的方式上有差异。(以上两种方式都不涉及到本地坐标系的问题)

GameObject Cube;
    Cube.transform.Rotate(a,b,c); //1
    Cube.transform.Rotate(new Vector3(a,b,c)); //1.1
    Cube.transform.rotation = Quaternion.Eular(a,b,c); //2
    Cube.transform.eularAngles = new Vector3(a,b,c) //3

**transform.localRotation = Quaternion.Euler(x,y,z)**  
效果：在父物体的坐标系下的旋转变换

**transform.localEulerAngles = new Vector(x,y,z)**  
效果：在父物体的坐标系下的旋转欧拉角

// 1
    cube2.transform.localEulerAngles = new Vector3(0.0f, 50.0f, 0.0f);
    // 2
    cube2.transform.localRotation = Quaternion.Euler(0.0f, 50.0f, 0.0f);
    //2种方法获得的结果相同

### 2.4 Translate方法：相对坐标系移动 ###

此方法的功能是是的GameObject对象在relativeTo的坐标系空间中移动参数translation指定的向量。

//基本语法
    public void Translate(Vector3 translation);
    public void Translate(Vector3 translation, Space relativeTo);
    public void Translate(float x, float y, float z);
    public void translate(float x, float y, float z, Space relativeTo);

可以看出：赋值当中，要么通过float或者通过Vector3进行角度赋值，选择relativeTo或者选择默认。

[70]: /images/20220523/3685f8eb6605414795955dcd3b4980c5.png