全局坐标系(世界坐标系)
- 在Unity中创建的物体都是以全局坐标系中的坐标原点(0,0,0),来确定各自的位置的
- Unity中,如果一个游戏物体没有父物体,则 Inspector中transform 显示的为全局坐标
- Unity中,可以用 transform.position 取得一个物体的世界坐标
局部坐标系(物体坐标系、模型坐标系)
- 每个物体都有自身独立的物体坐标系;当物体移动或改变方向时,和该物体相关联的局部坐标系本身将随之移动或改变方向
- Unity中模型Mesh保存的顶点坐标均为局部坐标系下的坐标,因此物体的改变并不会影响顶点的坐标
- 如果一个游戏物体是另一个的子物体,则该物体的坐标 在 Inspector 中 transform 显示的为其父物体的局部坐标。 其实子物体的坐标是相对于其父物体的原点坐标来计算的。
- 可以通过 transform.localPosition 取得一个物体在其父物体的局部坐标系中的坐标
- 如果该游戏物体没有父物体,那么 transform.localPosition 获得的依然是该物体在全局坐标系中的坐标。
- 如果该物体有父物体,则获得是在其父物体的局部坐标系中的坐标。此时 检视视图中显示的为 localPosition 的值。
屏幕坐标系
- 屏幕坐标系是建立在屏幕上的二维坐标系;是以像素为单位,屏幕的左下角为(0, 0),右上角为 (Screen.width, Screen.height);z轴坐标为相机的世界坐标中z轴的负值
- 鼠标位置坐标属于屏幕坐标 , 可以使用 Input.mousePosition 获得鼠标当前位置的坐标。通过该函数返回的是Vector3类型的变量,但z分量始终为0。
- 手指触摸屏幕的坐标属于屏幕坐标 ; 可以使用Input.GetTouch(0).position 可以获得单个手指触摸屏幕时手指的坐标。
视口坐标系
视口坐标系是与屏幕坐标系息息相关的,它是将 Game视图的屏幕坐标系单位化,即左下角为(0, 0),右上角为(1, 1),z轴坐标是相机的世界坐标中z轴坐标的负值
假如说屏幕坐标系左下角是(0,0), 右上角是 (800,600)。 现在在一个点在屏幕坐标系上的坐标为 (200,450)。 现在我们把该点的坐标单位化为: x = =( 200/800 = 0.25), y == ( 450 / 600 = 0.75 ), 最终该点单位化的结果坐标为 (0.25,0.75,0)
如何获得视口坐标系?
- 世界坐标系可以转换为一个视口坐标系
- 屏幕坐标系可以转换为一个视口坐标系
观察坐标(Eye Space)
- 在Game视图中的画面是由摄像机提供的,而基于某一个摄像机的坐标系即为观察坐标系;即把摄像机的位置看作原点位置
全局坐标系 和 局部坐标系 之间的相互转换
Transform.Translate
public void Translate(Vector3 translation);
public void Translate(Vector3 translation, Space relativeTo = Space.Self);
- 沿着 translation 的方向移动 | translation | 的距离,其结果将应用到 relativeTo 坐标系中。
- 如果relativeTo为空 或设置为 Space.Self,则该 transform 则相对于自身的局部坐标轴进行移动。
- 如果relativeTo是Space.World,则该transform是相对于世界坐标系进行移动。
全局坐标系和局部坐标系转换:
1、Transform.TransformPoint: ( 局部 ——》 全局)
public Vector3 TransformPoint(Vector3 position);
- 将一个坐标点从局部坐标系转换到全局(世界)坐标系。
- 请注意,返回的位置会受 scale 影响。 如果要处理方向,请使用 Transform.TransformDirection。
public Vector3 TransformPoint(float x, float y, float z);
- 将位置x、y、z从局部空间转换为世界空间。
2、Transform.InverseTransformPoint:(全局——》 局部)
public Vector3 InverseTransformPoint(Vector3 position);
- 将某个坐标点从 全局(世界)坐标系转换到局部坐标系。
- 此函数基本上与Transform.TransformPoint相反,后者用于从局部坐标系转换到全局(世界)坐标系。
- 请注意,返回的位置会受 scale 影响。 如果要处理方向,请使用 Transform.InverseTransformDirection
public Vector3 InverseTransformPoint(float x, float y, float z);
- 将某x、y、z 表示的坐标点从 全局(世界)坐标系转换到局部坐标系。
3、Transform.TransformDirection:( 局部 ——》 全局)
public Vector3 TransformDirection(Vector3 direction);
- 将一个方向从局部坐标系转换到全局坐标系。
- 此操作不受transform 的 scale 或 position 的影响。返回的向量与 direction 有同样的长度。
public Vector3 TransformDirection(float x, float y, float z);
- 将 x、y、z方向从局部空间转换为世界空间。
4、Transform.InverseTransformDirection (全局——》 局部)
public Vector3 InverseTransformDirection(Vector3 direction);
- 将一个方向从全局坐标系转换到局部坐标系。
- 和 Transform.TransformDirection 相反。
- 此操作不受 scale 影响。
- 如果vector 表示的是空间中的某一个位置而不是方向,则应使用 Transform.InverseTransformPoint
public Vector3 InverseTransformDirection(float x, float y, float z);
- 将某个方向的 x, y, z从世界空间变换到局部空间。
5、Transform.TransformVector (局部 ——》 全局)
public Vector3 TransformVector(Vector3 vector);
- 将一个向量从局部坐标系转换到全局坐标系。
- 此操作不受 transform 位置的影响,但受 scale 影响。 返回的新向量可能与原向量不同的长度。
public Vector3 TransformVector(float x, float y, float z);
- 将向量 x, y, z从局部空间变换到世界空间。
6、Transform.InverseTransformVector (全局 ——》局部)
public Vector3 InverseTransformVector(Vector3 vector);
- 将一个向量从全局坐标系转换到局部坐标系。
- 是与 Transform.TransformVector. 相反的。
- 此操作受 scale 影响。
public Vector3 InverseTransformVector(float x, float y, float z);
- 一个向量(x, y, z)从世界坐标空间到局部坐标空间。这个操作与Transform.TransformVector相反。
- 此操作受 scale 影响。
Transform.forward, Transform.right, Transform.up:
- 当前物体的物体坐标系的z轴,x轴,y轴在世界坐标系上的指向。
- Vector3.forward ,(0,0,1)的缩写在 transform.Translate() 中使用时,如果不表明坐标系,则为物体的局部坐标,即物体自身的正前方。
- Vector3.right,(1,0,0)的缩写。 Vector3.up ,(0,1,0)的缩写。
屏幕坐标系与全局坐标系之间的相互转换
Camera.ScreenToWorldPoint
public Vector3 ScreenToWorldPoint(Vector3 position);
- 将屏幕坐标转换为世界坐标。
- 屏幕空间的坐标是以像素来表示的。屏幕左下角为(0,0); 右上角是 ( pixelWidth,pixelHeight ).
- z的 位置是以世界单位衡量的到 Camera 的距离。
Camera.WorldToScreenPoint
public Vector3 WorldToScreenPoint(Vector3 position);
public Vector3 WorldToScreenPoint(Vector3 position, Camera.MonoOrStereoscopicEye eye);
- 将全局坐标转换为屏幕坐标。
- 屏幕空间的坐标是以像素来表示的。屏幕左下角为(0,0); 右上角是 ( pixelWidth,pixelHeight ).
- z的 位置是以世界单位衡量的到 Camera 的距离。
Input.mousePosition
public static Vector3 mousePosition;
- 获得鼠标在屏幕坐标系中的坐标(只读),它是以像素为单位的。
- 屏幕或窗口的左下角是(0,0)。 屏幕或窗口的右上角位于(Screen.width,Screen.height)。
- 注意:即使鼠标不在 Game 视图中,也会返回鼠标的位置,例如,即使当 Cursor.lockState 设置为 CursorLockMode.None时也是如此。当以窗口模式运行且光标未被限制时,小于0或大于屏幕尺寸(Screen.width,Screen.height)的位置值表示鼠标光标在游戏窗口之外。
屏幕坐标系与视口坐标系之间的相互转换
Camera.ScreenToViewportPoint
public Vector3 ScreenToViewportPoint(Vector3 position);
- 将屏幕坐标转换为视口坐标。
- 屏幕坐标的坐标是以像素来表示的。屏幕左下角为(0,0); 右上角是 ( pixelWidth,pixelHeight ).
- z的 位置是以世界单位衡量的到 Camera 的距离。
Camera.ViewportToScreenPoint
public Vector3 ViewportToScreenPoint(Vector3 position);
- 将视口坐标转换为屏幕坐标
- 视口坐标是相对于Camera 的 normalized 的。Camera 的左下角是(0,0); 右上角是(1,1)。
- z 的 位置是以世界单位衡量的到 Camera 的距离。
全局坐标系与视口坐标系 之间的相互转换
Camera.WorldToViewportPoint
public Vector3 WorldToViewportPoint(Vector3 position);
public Vector3 WorldToViewportPoint(Vector3 position, Camera.MonoOrStereoscopicEye eye);
- 将全局坐标转换为视口坐标
- 视口坐标是相对于Camera 的 normalized 的。Camera 的左下角是(0,0); 右上角是(1,1)。
- z 的 位置是以世界单位衡量的到 Camera 的距离。
Camera.ViewportToWorldPoint
public Vector3 ViewportToWorldPoint(Vector3 position);
- 将视口坐标转换为全局坐标。
- 视口坐标是相对于Camera 的 normalized 的。Camera 的左下角是(0,0); 右上角是(1,1)。
- z 的 位置是以世界单位衡量的到 Camera 的距离。
- 请注意,ViewportToWorldPoint 将x-y屏幕位置转换为3D空间中的x-y-z位置。