作者:四五二十

大家好。今天帶來的是一個講座性質(zhì)的內(nèi)容。這里的概念搞清楚且能純熟運(yùn)用了，對于游戲開發(fā)那是相當(dāng)?shù)挠杏谩?/p>

首先來介紹一下我們經(jīng)常會用到的幾種坐標(biāo)系：

一．世界坐標(biāo)系

游戲場景中所有的物體都統(tǒng)一遵守的坐標(biāo)系統(tǒng)，它標(biāo)注了每個物體在世界中的唯一位置方向信息。

如上圖所示，我們用一個平面世界坐標(biāo)系來表示紅點(diǎn)和藍(lán)點(diǎn)的位置，往后無論增加多少個點(diǎn)，都可以在該坐標(biāo)系中找到一個數(shù)值來表示位置，只要被標(biāo)注位置的物體不動，位置數(shù)值永遠(yuǎn)不變。

所以世界坐標(biāo)系又叫絕對坐標(biāo)系，我們在Unity中使用的世界坐標(biāo)不過是多了一根Z軸的空間坐標(biāo)系罷了，原理是一樣的。

二．本地坐標(biāo)系

本地坐標(biāo)系則是以物體自身位置作為原點(diǎn)，表示物體間相對位置和方向，并且會根據(jù)物體自身旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)：

我們在Inspector看到的坐標(biāo)系其實(shí)就是本地坐標(biāo)系，包括旋轉(zhuǎn)、縮放都屬于本地：

當(dāng)一個物體有父物體時，無論父物體的位置旋轉(zhuǎn)縮放如何變化，作為子物體它的Transform數(shù)值始終保持不變，說明它相對于自己的父物體位置始終沒有變化，而當(dāng)一個物體沒有父物體時，可以把“世界” 就看成它的父物體，它在世界中的一切位置變化都可以看做是和世界的相對位置變化，由于世界坐標(biāo)系和“世界的本地坐標(biāo)系”是重合的，所以該物體的本地坐標(biāo)和世界坐標(biāo)也是一樣的。

由于物體各自坐標(biāo)系的不同參考標(biāo)準(zhǔn)，同一個物體，會在不同本地坐標(biāo)系中顯示出不同的位置信息，產(chǎn)生各種各樣的歧義：

熊大將美女在本地坐標(biāo)系的方向位置告訴熊二，熊二如果也往左手邊這個方向看是肯定看不見美女的，所以本地坐標(biāo)系如果使用不當(dāng)很容易帶來混亂。而如果熊大能將美女的世界坐標(biāo)告訴熊二，熊二就不會感到迷惑了。

三．屏幕坐標(biāo)系

在Unity的Game視窗中，以屏幕左下角為原點(diǎn)（0，0），像素為單位，坐標(biāo)軸往屏幕右上方進(jìn)行延伸，X軸和Y軸數(shù)值不能超過屏幕的最大寬度和最大高度。由于原點(diǎn)位置是唯一的，也可以理解成是一個平面世界坐標(biāo)系，作用是表示物體在屏幕中的位置。

四．視口坐標(biāo)系

視口就是當(dāng)你在Unity 的Scene面板中看到攝像機(jī)的那個白色矩形框：

視口坐標(biāo)系同屏幕坐標(biāo)系相似，也是以左下角為原點(diǎn)的平面坐標(biāo)系，不同的是視口坐標(biāo)系的數(shù)值上限不受屏幕大小影響，右上角的坐標(biāo)永遠(yuǎn)是（1，1），數(shù)值就是物體屏幕坐標(biāo)與屏幕寬高的比例：（ X軸/寬度， Y軸/高度），作用是表示物體在攝像機(jī)中的位置。

對這幾種坐標(biāo)系有一個基本的了解后，我們就來看坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換：

一．本地坐標(biāo)<==>世界坐標(biāo)：

●本地轉(zhuǎn)世界：transform.TransformPoint

用一個案例來表示：

1.在場景中有物體A和B，且B是A的子物體:

2.在Inspector面板將A的坐標(biāo)設(shè)為（0，0，5），B的坐標(biāo)設(shè)為（0，0，2），那么這時B的世界坐標(biāo)就應(yīng)該是（0，0，7）。

3.用代碼來驗(yàn)證我們的推斷：

public Transform p; //A物體

public Transform s; //B物體

void Update()

{

??? if (Input.GetKeyDown(KeyCode.A)) //按下A鍵

??? {??????????

??????? print("子物體的本地坐標(biāo): " + s.localPosition);

??????? print("子物體的世界坐標(biāo): " + s.position);

??????? print("本地轉(zhuǎn)世界: " + p.TransformPoint(s.localPosition));

??? }

}

?

4.運(yùn)行游戲，點(diǎn)擊A鍵：

●本地轉(zhuǎn)世界：transform.InverseTransformPoint

將剛才的代碼稍稍改一下：

if (Input.GetKeyDown(KeyCode.A)) //按下A鍵

{??????????

??? print("子物體的本地坐標(biāo): " + s.localPosition);

??? print("子物體的世界坐標(biāo): " + s.position);

??? print("世界轉(zhuǎn)本地: " + p.InverseTransformPoint(s.position));

}

?

二．世界坐標(biāo)<==>屏幕坐標(biāo)：

●世界轉(zhuǎn)屏幕：Camera.main.WorldToScreenPoint

屏幕坐標(biāo)是一個二維坐標(biāo)（X，Y），所有被攝像機(jī)照的的三維物體都可以在這個二維屏幕上找到自己的點(diǎn)：

在游戲游戲中我們可以看到這種現(xiàn)象：

顯示在人物身上的名字信息，會始終跟著人物移動，并且無論人物離攝像機(jī)多遠(yuǎn)多近，字體大小始終一樣（通過兩幅圖主角血條和頂上的時間顯示可以看出兩個屏幕是一樣大?。鋵?shí)就是將人物的世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)成屏幕坐標(biāo)，再將這個坐標(biāo)賦給顯示名字的UI，接下來我們就通過一個實(shí)例來完成：

1.在場景中創(chuàng)建一個Cube，再用UGUI創(chuàng)建一個Text，內(nèi)容改為“小兵”：

2.創(chuàng)建腳本：

public Transform cube; //將Cube拖進(jìn)去

public Text text; //將Text拖進(jìn)去

void Update()

{

??? //獲取Cube頂上的位置的世界坐標(biāo)

??? Vector3 pos = cube.position + Vector3.up;

??? //將該世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)為屏幕坐標(biāo)賦給Text

??? text.transform.position = Camera.main.WorldToScreenPoint(pos);

}

?

3.運(yùn)行游戲：

●屏幕轉(zhuǎn)世界：Camera.main.ScreenToWoldPoint

和世界轉(zhuǎn)屏幕相反，屏幕轉(zhuǎn)世界則是，將屏幕坐標(biāo)的XY軸信息轉(zhuǎn)換后再增加一個Z軸信息，賦給三維世界的物體：

鼠標(biāo)坐標(biāo)也是屏幕坐標(biāo)，我們就來做一個三維物體跟隨鼠標(biāo)移動的案例：

1.創(chuàng)建一個Cube，讓攝像機(jī)正對著它：

2.創(chuàng)建腳本：

public Transform cube; //方塊

public Transform mainCamera; //主攝像機(jī)

void Update()

{

??? if (Input.GetMouseButton(0)) //按住鼠標(biāo)左鍵

??? {

??????? //獲取鼠標(biāo)屏幕坐標(biāo)(Z軸為0)??

??????? Vector3 mPos = Input.mousePosition;

??????? //以攝像機(jī)z軸為法線創(chuàng)建攝像機(jī)XY軸組成的平面?

??????? Plane pla = new Plane(mainCamera.forward, mainCamera.position);

??????? //獲取該物體到平面的距離(z軸垂直距離)???????

??????? float dis = pla.GetDistanceToPoint(cube.position);

??????? //將屏幕坐標(biāo)轉(zhuǎn)為世界坐標(biāo)

??????? cube.position = Camera.main.ScreenToWorldPoint(new Vector3(mPos.x, mPos.y, dis));

??? }

}

?

3.運(yùn)行程序：

四．屏幕坐標(biāo)<==>視口坐標(biāo)：

●屏幕轉(zhuǎn)視口：Camera.main.ScreenToViewportPoint

上面我們說到視口坐標(biāo)實(shí)際就是屏幕坐標(biāo)與屏幕的寬高比，我們通過一個案例來進(jìn)行驗(yàn)證：

1.場景中用UGUI新建兩個Text，分別用于顯示視口坐標(biāo)與比例：

2.我們還是使用鼠標(biāo)的屏幕坐標(biāo)來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時將鼠標(biāo)在攝像機(jī)的位置用比例表示出來，創(chuàng)建腳本：

? ? public Text text; //顯示視口坐標(biāo)

??? public Text text1; //顯示比例

??? void Update()

??? {

??????? //獲取鼠標(biāo)坐標(biāo)的屏幕坐標(biāo)

??????? Vector2 mouPos = Input.mousePosition;

??????? //將屏幕坐標(biāo)轉(zhuǎn)為視口坐標(biāo)

??????? Vector2 viewPos = Camera.main.ScreenToViewportPoint(mouPos);

??????? //顯示視口坐標(biāo)(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)

??????? text.text = "視口: " + viewPos.ToString("0.00");

?

??????? //獲取屏幕坐標(biāo)與屏幕的寬高比

??????? float x = mouPos.x / Screen.width;

??????? float y = mouPos.y / Screen.height;

??????? Vector2 viewpos1 = new Vector2(x, y);

??????? //顯示比例

??????? text1.text = "比值: " + viewpos1.ToString("0.00");

??? }

?

3.運(yùn)行程序：

●視口轉(zhuǎn)屏幕：Camera.main. ViewportPointToScreenPoint

public Text text; //顯示視口坐標(biāo)

public Text text1; //顯示比例

void Update()

{

??? //獲取鼠標(biāo)坐標(biāo)的屏幕坐標(biāo)

??? Vector2 mouPos = Input.mousePosition;

??? //直接顯示屏幕坐標(biāo)

??? text.text = "直接顯示屏幕坐標(biāo): " + mouPos.ToString();

?

??? //獲取屏幕坐標(biāo)與屏幕的寬高比

??? float x = mouPos.x / Screen.width;

??? float y = mouPos.y / Screen.height;

??? Vector2 viewpos = new Vector2(x, y);

?

??? //將視口坐標(biāo)轉(zhuǎn)為屏幕坐標(biāo)

??? Vector2 mouPos1 = Camera.main.ViewportToScreenPoint(viewpos);

??? text1.text = "轉(zhuǎn)換后的屏幕坐標(biāo): " + mouPos1.ToString();

}

?

總結(jié)：

Unity中的坐標(biāo)系當(dāng)然不止上述四種，除此之外如投影坐標(biāo)系、切線坐標(biāo)系、GUI坐標(biāo)系等，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換除了點(diǎn)的轉(zhuǎn)換外，還有方向和向量的轉(zhuǎn)換，如果有興趣可以查看Unity官方文檔了解。

坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換在游戲中用得非常廣泛，學(xué)習(xí)過程中只要能夠弄懂坐標(biāo)系的定義，再去理解它們之間的轉(zhuǎn)換，就相對容易許多。

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