关于Unity中的3D数学基础知识<一>_坐标系相关

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关于Unity中的3D数学基础知识<一>坐标系相关<8/2/2017>


左右手坐标系对应常识:

3D笛卡尔坐标系:右手坐标系
OpenGL:右手坐标系
Direct3D:左手坐标系
Unity3D:左手坐标系(世界坐标系),即+x, +y, +z分别指向右方,上方和前方。


Unity中有多种坐标系:
1.全局坐标系  World Coordinate System

transform.position用于描述场景内所有物体位置的方向的基准,也称为世界坐标系。

2.局部坐标系  Local Coordinate System

transform.localPosition称为模型坐标系或物体坐标系。(模型Mesh保存的顶点坐标均为局部坐标系下的坐标。)

没有父物体,那么transform.localPosition获得的依然是该物体在全局坐标系的坐标

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。检视视图中显示的为localPosition的值。
3.屏幕坐标系  Screen Space

建立在屏幕上的二维坐标系。
以像素来定义的,屏幕的左下角为(0,0),右上角为(Screen.width, Screen.height),z轴的坐标是相机的世界坐标中z轴坐标的负值。

鼠标位置坐标属于屏幕坐标,通过Input.mousePosition可以获得该位置的坐标。

手指触摸屏幕也为屏幕坐标,Input.GetTouch(0).position可以获得单个手指触摸屏幕时手指的坐标。

4.视口坐标系  ViewPort Space

将Game视图的屏幕坐标系单位化,左下角(0,0),右上角(1,1)。z轴的坐标是相机的世界坐标中z轴坐标的负值。


常用API解析:

沿着translation的方向移动|translation|的距离(默认为局部坐标系)

transform.Translate(translation:Vector3, relativeTo: Space =Space.Self);


将一个坐标点从局部坐标系转换到全局坐标系。
Transform.TransformPoint(Vector3 position) ;


将坐标点从全局坐标系转换到局部坐标系。
Transform
.InverseTransformPoint(Vector3 position);


将一个方向从局部坐标系转换到全局坐标系。

Transform.TransformDirection(Vector3 direction);


将一个方向从全局坐标系转换到局部坐标系。
Transform
.InverseTransformDirection(Vector3 direction);


将一个向量从局部坐标系转换到全局坐标系。
Transform
.TransformVector(Vector3 vector);


将一个向量从全局坐标系转换到局部坐标系。
Transform
.InverseTransformVector(Vector3 vector);


将屏幕坐标转换为全局坐标。

Camera.ScreenToWorldPoint(Vector3 position);


将全局坐标转换为屏幕坐标。
Camera
.WorldToScreenPoint(Vector3 position);


获得鼠标在屏幕坐标系中的坐标。
Input
.mousePosition;


将屏幕坐标转换为视口坐标。

Camera.ScreenToViewportPoint(Vector3 position);


将视口坐标转换为屏幕坐标。
Camera
.ViewportToScreenPoint(Vector3 position);


将全局坐标转换为视口坐标。

Camera.WorldToViewportPoint(Vector3 position);


将视口坐标转换为全局坐标。
Camera
.ViewportToWorldPoint(Vector3 position);


额外补充:

1.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。
2.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。
3.Vector3.right,(1,0,0)的缩写。
4.Vector3.up ,(0,1,0)的缩写。




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