unity坐标系

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前言

unity中有许多坐标系，很多坐标系的功能也很容易弄混。借此简记一二易混部分，仅供学习参考。

一、全局坐标系

（世界坐标）
定义：以场景原点（0，0，0）为坐标中心的坐标系。

坐标轴方向始终固定，坐标轴的尺度大小始终固定，坐标轴的单位尺度始终固定。

右侧上面的坐标始终为全局坐标：
在这里插入图片描述

二、局部坐标系

(自身坐标，本地坐标)
定义：以父物体位置为坐标中心的坐标系，旋转，缩放都基于父物体。

坐标轴方向会随着父物体的旋转改变，坐标轴的原点会随着父物体的移动而改变，坐标轴的单位尺度会随着父物体的缩放改变。

例如;
将蓝色cube作为子物体，绿色cube作为父物体。
在这里插入图片描述
子物体：
（2，1，1）
（Inspector）
在这里插入图片描述
父物体：
（1，1，1）
(Inspector)
在这里插入图片描述
不难发现，子物体的的localPostion与面板上的position相同，而子物体的position则是子物体的localPosition和父物体的position相加所得。
由于（父物体）绿色cube没有上一级父物体，所以他的position与localPosition重合了。
（逻辑上你也可以理解为没有父物体的物体将世界中心作为父物体了，但仅限逻辑理解。因为unity中的父子关系必须通过视图层(Inspector)来显示设置。若物体没有父级，它直接属于场景根节点，不存在隐式的父物体。）
在这里插入图片描述
如果你将父物体的scale的x改为0.5，子物体也会被缩放0.5，但是子物体的Scale的x依旧是1.
父物体的Scale × \times ×子物体的Scale = = =该子物体各个方向的真实缩放比例.
在这里插入图片描述

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class NewBehaviourScript : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update

    GUIStyle _style;
     
    private void Start()
    {
        _style=new GUIStyle();
        _style.fontSize = 20;
        _style.normal.textColor = Color.red;
    }
    void OnGUI()
    {
        Transform parent = transform.parent;
        GUI.Label(new Rect(0, 0, 100, 100), "父物体的position:" + parent.position,_style);
        GUI.Label(new Rect(0, 30, 100, 100), "父物体的localPosition:" + parent.localPosition,_style);
        GUI.Label(new Rect(0, 60, 100, 100), "子物体的position:"+transform.position,_style);
        GUI.Label(new Rect(0, 90, 100, 100), "子物体的localPosition:" + transform.localPosition, _style);
    }

    // Update is called once per frame

}

全局坐标和局部坐标需要注意的点：

当一个物体没有父物体时，它检查器（Inspector）里的position为世界坐标。
当一个物体有了父物体之后，它检查器(Inspector)里的position为局部坐标。

当物体没有父物体时，并且它没有旋转时，它的局部坐标系与世界坐标系重合，因此 localPosition 和 position 的值相同。

scene场景下可以切换全局坐标和局部坐标，此处切换的是点击物体上后显示的那个坐标。
在这里插入图片描述
位于（0，0）的物体切换坐标系
在这里插入图片描述
选转一个角度后切换其坐标系
在这里插入图片描述

需要注意的是无父物体的物体只是局部坐标和全局坐标重合，数值上相等，但并不是同一个坐标系。
就像你新建的两个cube重置位置后，他们虽然重合了但是这并不代表他们就是同一个cube。

三.屏幕坐标系

定义：以屏幕像素为单位的坐标系。左下角(0,0)，右上角（width,heigh）屏幕的分辨率大小。

在这里插入图片描述
屏幕坐标的z轴始终为0。

四.视口坐标系

定义：归一化的屏幕坐标系。左下角（0，0）右上角（1，1）

在这里插入图片描述
视口坐标的z轴也始终为0。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class CoordinateSystem1 : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update

    GUIStyle _style;
    public Camera _camera;
    void Start()
    {
        _style=new GUIStyle();
        _style.normal.textColor = Color.red;
        _style.fontSize = 30;
    }

    // Update is called once per frame
    void OnGUI()
    {
        GUI.Label(new Rect(0, 0, 100, 100),"屏幕宽度:" + Screen.width + "px,屏幕高度：" + Screen.height+"px",_style);
        GUI.Label(new Rect(0, 50, 100, 100), "屏幕坐标：" + Input.mousePosition,_style);
        GUI.Label(new Rect(0, 100, 100, 100), "视口坐标" + _camera.ScreenToViewportPoint(Input.mousePosition), _style);
    }
}

坐标之间相互转换

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

1.局部坐标转世界坐标 && 世界坐标转局部坐标

在这里插入图片描述

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class NewBehaviourScript : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update

    GUIStyle _style;
    GUIStyle _style1;
     
    private void Start()
    {
        _style=new GUIStyle();
        _style.fontSize = 20;
        _style.normal.textColor = Color.red;
        _style1= new GUIStyle();
        _style1.fontSize = 20;
        _style1.normal.textColor = Color.blue; 
        
    }
    void OnGUI()
    {
        Transform parent = transform.parent;
        GUI.Label(new Rect(0, 0, 100, 100), "父物体的position:" + parent.position,_style);
        GUI.Label(new Rect(0, 30, 100, 100), "父物体的localPosition:" + parent.localPosition,_style);
        GUI.Label(new Rect(0, 60, 100, 100), "子物体的position:"+transform.position,_style);
        GUI.Label(new Rect(0, 90, 100, 100), "子物体的localPosition:" + transform.localPosition, _style);
        GUI.Label(new Rect(0, 120, 100, 100), "position转localPosition" + transform.parent.InverseTransformPoint(transform.position),_style1);
        GUI.Label(new Rect(0, 150, 100, 100), "localPosition转position" + transform.TransformPoint(transform.localPosition), _style1);
    }

    // Update is called once per frame

}

2.屏幕坐标转视口坐标 && 视口坐标转屏幕坐标

注意这里的视口坐标本身就是通过屏幕坐标转过来的。
在这里插入图片描述

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class CoordinateSystem1 : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update

    GUIStyle _style;
    GUIStyle _style1;
    public Camera _camera;
    void Start()
    {
        _style=new GUIStyle();
        _style.normal.textColor = Color.red;
        _style.fontSize = 30;

        _style1=new GUIStyle();
        _style1.normal.textColor = Color.blue;
        _style1.fontSize = 30;
    }

    // Update is called once per frame
    void OnGUI()
    {
        GUI.Label(new Rect(0, 0, 100, 100),"屏幕宽度:" + Screen.width + "px,屏幕高度：" + Screen.height+"px",_style);
        GUI.Label(new Rect(0, 50, 100, 100), "屏幕坐标：" + Input.mousePosition,_style);
        GUI.Label(new Rect(0, 100, 100, 100), "视口坐标" + _camera.ScreenToViewportPoint(Input.mousePosition), _style);
        //这里的前面的视口坐本身就是屏幕坐标转过来的
        GUI.Label(new Rect(0, 150, 100, 100), "屏幕转视口：" + _camera.ScreenToViewportPoint(Input.mousePosition), _style1);

    }
}

3.屏幕坐标转世界坐标 && 世界坐标转屏幕坐标

这里需要注意在屏幕转世界的时候需要指定Z轴深度，一般z轴深度就为摄像机到物体的距离。
在这里插入图片描述

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class CoordinateSystem1 : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update

    GUIStyle _style;
    GUIStyle _style1;
    public Camera _camera;
    void Start()
    {
        _style=new GUIStyle();
        _style.normal.textColor = Color.red;
        _style.fontSize = 30;

        _style1=new GUIStyle();
        _style1.normal.textColor = Color.blue;
        _style1.fontSize = 30;
    }

    // Update is called once per frame
    void OnGUI()
    {
        GUI.Label(new Rect(0, 0, 100, 100),"屏幕宽度:" + Screen.width + "px,屏幕高度：" + Screen.height+"px",_style);
        GUI.Label(new Rect(0, 50, 100, 100), "屏幕坐标：" + Input.mousePosition,_style);

        GUI.Label(new Rect(0, 100, 100, 100), "世界坐标：" + transform.position, _style);
        GUI.Label(new Rect(0, 150, 100, 100), "世界转屏幕：" + _camera.WorldToScreenPoint(transform.position), _style1);
        GUI.Label(new Rect(0, 200, 100, 100), "屏幕转世界：" + _camera.ScreenToWorldPoint(new Vector3(Input.mousePosition.x, Input.mousePosition.y, 5)), _style1);

        transform.position = _camera.ScreenToWorldPoint(new Vector3(Input.mousePosition.x, Input.mousePosition.y, 5));
    }
}

4.视口坐标转世界坐标 && 世界坐标转视口坐标
其实跟屏幕转世界一样，都要加上深度z值。

在这里插入图片描述

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class CoordinateSystem1 : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update

    GUIStyle _style;
    GUIStyle _style1;
    public Camera _camera;
    void Start()
    {
        _style=new GUIStyle();
        _style.normal.textColor = Color.red;
        _style.fontSize = 30;

        _style1=new GUIStyle();
        _style1.normal.textColor = Color.blue;
        _style1.fontSize = 30;
    }

    // Update is called once per frame
    void OnGUI()
    {
        GUI.Label(new Rect(0, 0, 100, 100),"屏幕宽度:" + Screen.width + "px,屏幕高度：" + Screen.height+"px",_style);
        GUI.Label(new Rect(0, 50, 100, 100), "屏幕坐标：" + Input.mousePosition,_style);

        GUI.Label(new Rect(0, 100, 100, 100), "世界坐标：" + transform.position, _style);
        GUI.Label(new Rect(0, 150, 100, 100), "世界转视口：" + _camera.WorldToViewportPoint(transform.position), _style1);
        GUI.Label(new Rect(0, 200, 100, 100), "视口转世界：" + _camera.ViewportToWorldPoint(new Vector3(_camera.ScreenToViewportPoint(Input.mousePosition).x, _camera.ScreenToViewportPoint(Input.mousePosition).y,5)), _style1) ;

        transform.position = _camera.ViewportToWorldPoint(_camera.ScreenToViewportPoint(new Vector3(Input.mousePosition.x, Input.mousePosition.y, 5)));
    }
}

总结

全局坐标系和局部坐标系不要搞混，他们是两个不同的坐标系。
视口坐标系是屏幕坐标系的归一化处理。
相互转换时：
全局转局部的转换函数在transform类中，并且注意是在父类的transform类中才能合理转换，否则得出的结果会将子类的局部坐标和全局坐标相加。
其余所有和只要转换前和转换后和屏幕，视口扯上关系的，例如全局转视口等，所用的转化函数在camera类中，需要指定是哪个摄像机的效果。

posted @ 2025-02-23 21:51  Y0417  阅读(5)  评论(0)    收藏  举报  来源