Unity学习——坐标系

骑猪看日落 2023-09-23 15:49 121阅读 0赞

在Unity中所有物体都处于坐标系中，了解坐标系的基本内容十分有必要。这篇文章就简单介绍一下Unity中关于坐标系的相关内容  
  Unity中共包含四类坐标系：  
    1）世界坐标系(全局坐标系)  
    2）本地坐标系(局部坐标系)  
    3）屏幕坐标系  
    4）视口坐标系

#### 1.世界坐标系 ####

Unity中世界坐标系是左手坐标系，也即是上Y，右X，前Z  
  四个坐标系中只有世界坐标系是唯一不变的，可以描述其他坐标系，但其他坐标系不能描述世界坐标系  
  在写代码时，似乎用transform.position得到的就是世界坐标系。而且在Unity中物体在初始创建时都在(0,0,0)的位置，这个位置也是代表世界坐标系

#### 2.本地坐标系 ####

世界坐标系是全局多物体的，本地坐标系是独属一个对象的。在Unity中点击物体后显示的是本地坐标系。  
  Unity中的物体是可以存在父子关系的，其中父坐标系被用来描述父子关系的坐标系，一个子节点的父坐标系是该节点父节点的本地坐标系。同时父物体和子物体保持相对静止，移动父物体子物体也会移动  
  在代码中，transform.localposition得到物体在父物体的本地坐标系的位置，如果没有父物体则得到世界坐标系坐标(即使没有父节点，也要明确本地坐标系≠世界坐标系，它们只是数值上相同)  
  Unity图形化在Inspector视图上显示的是local position

#### 3.屏幕坐标系 ####

屏幕上的二维坐标系(sence视图)，左下角为原点(0,0)，右上角为(Screen.width, Screen.height)水平方向为X轴，垂直方向为Y轴。利用屏幕坐标系可以做一些鼠标触控的检测，Input.MousePosition。三个坐标系里面只有屏幕坐标系是二维的，其余都是三维的。

#### 4.视口坐标系 ####

解释下视口的概念：摄像机前方的长方形框，视口坐标与屏幕坐标布局一致——左下角为原点(0,0)，右上角为(Screen.width, Screen.height)水平方向为X轴，垂直方向为Y轴。因为视口坐标系依托于摄像机，所以谈论视口坐标系都是基于摄像机存在的前提下。  
  视口坐标系有Z轴，Z轴坐标的值为摄像机Z轴在世界坐标系的负值  
  视口坐标系是将Game视图屏幕坐标系的单位化，大小为1x1。多个摄像机的场景切换实际就是视口坐标系的切换。可以在摄像机属性Viewport Rect中修改参数

Unity库中提供了一些坐标系之间的转换函数，主要封装在Transform类和Camera类中：

世界坐标系和本地坐标系转换函数：
    Transform.TransformPoint(Vector3 position) // 将坐标点从本地坐标系变换到世界坐标系
    Transform.InverseTransformPoint(Vector3 position) // 将坐标点从世界坐标系变换到本地坐标系
    Transform.TransformDirection(Vector3 direction) // 将方向从本地坐标系变换到世界坐标系
    Transform.InverseTransformDirection(Vector3 direction) // 将方向从世界坐标系变换到本地坐标系
    Transform.TransformVector(Vector3 vector) // 将一个向量从本地坐标系变换到世界坐标系
    Transform.InverseTransformVector(Vector3 vector) // 将一个向量从世界坐标系变换到本地坐标系
    
    调整指向的函数(可以推动前进):
    Transform.forward(); // z轴
    Transform.right(); // x轴
    Transform.up(); // y轴
    
    屏幕坐标系和世界坐标系转换函数：
    Camera.ScreenToWorldPoint(Vector3 position); // 屏幕坐标系转换为世界坐标系
    Camera.WorldToScreenPoint(Vector3 postion); // 世界坐标系转换为屏幕坐标系
    
    屏幕坐标系和视口坐标系转换函数
    Camera.ScreenToViewportPoint(Vector3 position); // 屏幕坐标系转换成视口坐标系
    Camera.ViewportToScreenPoint(Vector3 position); // 视口坐标系转换成屏幕坐标系
    
    世界坐标系和视口坐标系转换函数
    Camera.WorldToViewportPoint(Vector3 position); // 世界坐标系转换成视口坐标系
    Camera.ViewportToWorldPoint(Vector3 position); // 视口坐标系转换成世界坐标系

**因作者水平有限，如有错误之处，请在下方评论区指正，谢谢！**