目录
1.4 观察坐标系（ViewPort Space）：视口坐标系
前言
第二部分是关于写shader时经常会碰到的坐标系和坐标系转化相关的问题。
一、坐标系
1.1 世界坐标系（World Space）
世界坐标是按照笛卡尔坐标系定义出来的绝对坐标系，即空间直角坐标系。在unity中采用的是左手坐标系，即x为左右，y为上下，z为前后
获取方式：tranform.position
1.2 本地坐标系（Local Space）：模型坐标系
模型自身的坐标系，在创建模型时就已确定，需要在第三方建模软件中才能修改，在unity中无法修改坐标原点。
获取方式：transform.localPosition
在shader中默认输入的就是模型坐标
1.3 屏幕坐标系（Screen Space）
屏幕坐标系即将屏幕作为一个坐标系，以左下角为原点(0, 0)
1.4 观察坐标系（ViewPort Space）：视口坐标系
每个相机都是一个观察者，每个观察者都有自己的视界，将画面投影到该视口上，左下角为原点（0,0），右上角为（1,1）
1.5 裁剪坐标（Clip Space）
裁剪坐标是将观察世界的一部分截取出来。摄像机在取景的时候使用一个六面体去处理可视的区域，所有在这个区域的物体才会被显示。那么你肯定会有以为，为什么不直接用观察坐标，为什么一定要用这个裁剪呢？ 首先，相机有两种模式，即透视相机与正交镜头（没有近大远小的透视效果）。这两种模式的切换会在裁剪坐标中处理。其次裁剪坐标规定了那些模型计算后可以显示，那些模型计算后但不用显示。所以必须有这个步骤（参考链接：unity 七种坐标系统详解与互相转换的方法 模型坐标、世界坐标、观察坐标（视口坐标）、裁剪坐标、屏幕坐标、ui坐标、uv坐标_千年奇葩的博客-CSDN博客_模型坐标和世界坐标）
1.6 UI坐标系
ui坐标系是可视化窗口的最顶层，世界坐标系的物体都会被ui坐标系遮挡
1.7 UV坐标系
uv坐标系只负责定位贴图和模型的关系
二、坐标系的转化
| 名称 | shader中的变量名 | 数据类型 | 说明 |
| vertex | POSITION | float4 | 顶点在空间中的位置 |
| normal | NORMAL | float4 | 法线 |
| tangent | TANGENT | float4 | 切线 |
| direction | float3 | 顶点在空间中的朝向 | |
| distance | float4 | 两点之间的距离 | |
| texcoord | TEXCOORD0 | float4 | 处理贴图的uv坐标 |
| 模型空间 | 裁剪空间 | 观察空间 | 世界空间 | |
| 模型空间 | 顶点： vec = UnityObjectToClipPos(v.vertex); |
顶点： vec = UnityObjectToViewPos(v.vertex); |
顶点： vec = UnityObjectToWorldDir(v.vertex); 法线： vec = UnityObjectToWorldNormal(v.vertex); |
|
| 裁剪空间 | ||||
| 观察空间 | 顶点： vec = UnityViewToClipPos(v.vertex); |
|||
| 世界空间 | 法线： vec = UnityWorldToObjectDir(v.vertex); |
顶点： vec = UnityWorldToClipPos(v.vertex); |
顶点： vec = UnityWorldToViewPos(v.vertex); |
//将顶点从模型空间转换为裁剪空间
float3 vec;
//模型空间转为裁剪空间
vec = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
// vec = UnityObjectToClipPos(float4(v.vertex), 1.0));
//模型空间转换为观察空间
vec = UnityObjectToViewPos(v.vertex);
// vec = mul(UNITY_MATRIX_MV, float4(v.vertex), 1.0)).xyz;
//从世界空间转到观察空间
vec = UnityWorldToViewPos(v.vertex);
//模型空间转换到世界空间
vec = UnityObjectToWorldDir(v.vertex);
//观察空间转为裁剪空间
vec = UnityViewToClipPos(v.vertex);
//世界空间转到裁剪空间
vec = UnityWorldToClipPos(v.vertex);
//法线
//法线从模型空间转换到世界空间
vec = UnityObjectToWorldNormal(v.vertex);
//世界空间转到模型空间
vec = UnityWorldToObjectDir(v.vertex);
//摄像机相关
//输入一个object空间顶点位置，返回世界空间中从该点到摄像机的观察方向。
vec = WorldSpaceViewDir(v.vertex);
//输入一个object空间顶点位置，返回object空间中从该点到摄像机的观察方向。
vec = ObjSpaceViewDir (v.vertex);
//灯光
//仅用于前向渲染，输入一个object空间顶点的位置，返回世界空间中从该点到光源的光照方向
vec = WorldSpaceLightDir (v.vertex);
//仅用于前向渲染，输入一个object空间顶点的位置，返回object空间中从该点到光源的光照方向
vec = ObjSpaceLightDir (v.vertex);
三、其他
3.1 求物体（顶点）与摄像机的距离：
//先将坐标转换至裁剪空间
float3 viewPos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
//物体（顶点）与镜头距离
float distance = length(posView);3.2 求物体（顶点）与摄像机的方向：
//先将坐标从模型空间转为世界空间
float3 worldPos = UnityObjectToWorldDir(v.vertex);
//物体（顶点）与摄像机的方向
o.viewDir = normalize(UnityWorldSpaceViewDir(worldPos));参考资料：
[1] 详解Unity中的各种坐标系_梦天幼的博客-CSDN博客_unity世界坐标和自身坐标
[2] unity 七种坐标系统详解与互相转换的方法 模型坐标、世界坐标、观察坐标（视口坐标）、裁剪坐标、屏幕坐标、ui坐标、uv坐标_千年奇葩的博客-CSDN博客_模型坐标和世界坐标