我們?cè)谠O(shè)計(jì)游戲的時(shí)候乞旦，經(jīng)常會(huì)進(jìn)行坐標(biāo)系的變換贼穆，Unity為我們提供了多個(gè)變換的API，這里主要對(duì)它們的使用做一個(gè)總結(jié)整理兰粉！
在Unity中我們通常會(huì)用到以下幾個(gè)坐標(biāo)系下的點(diǎn)：
世界坐標(biāo)系故痊、觀察坐標(biāo)系、ViewPort玖姑、屏幕坐標(biāo)系
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世界坐標(biāo)系：World Space
簡(jiǎn)單來(lái)講愕秫，我們通過(guò)transform.position | transform.rotattion獲取得到的位置和旋轉(zhuǎn)信息都是基于世界坐標(biāo)系的，可以說(shuō)焰络，我們的很大一部分操作都是基于世界坐標(biāo)系戴甩。 -
觀察坐標(biāo)：Eye Space
我們?cè)赨nity的Game視圖中觀察的畫(huà)面始終是由攝像機(jī)提供的，基于攝像機(jī)的一個(gè)坐標(biāo)系也就是"Eye Space"（簡(jiǎn)單來(lái)講就是把攝像機(jī)看作原點(diǎn)位置）闪彼。 -
視口坐標(biāo)：View Port
視口是針對(duì)游戲顯示的畫(huà)面進(jìn)行描述的甜孤，View Port用于描述整個(gè)游戲畫(huà)面的坐標(biāo)，左下角為(0,0),右上角為（1,1)畏腕，我們?cè)谠O(shè)計(jì)分屏游戲的時(shí)候可以通過(guò)設(shè)置攝像機(jī)所占據(jù)的視口空間來(lái)控制缴川。 -
屏幕坐標(biāo)：Screen Space
屏幕坐標(biāo)開(kāi)始和像素扯上關(guān)系了，也就是說(shuō)屏幕坐標(biāo)和分辨率有關(guān)描馅，屏幕的左下角為(0,0),但右上角為(screen.width,screen.height)把夸。比如游戲的分辨率為500*600，則screen.width=500;screen.height=600铭污。
這里需要說(shuō)明的是恋日，我們?cè)讷@取鼠標(biāo)位置的時(shí)候膀篮，
Input.mousePosition來(lái)獲取鼠標(biāo)的位置，這里獲取到的鼠標(biāo)位置是基于屏幕坐標(biāo)的谚鄙。通過(guò)該函數(shù)返回的是Vector3類(lèi)型的變量各拷，但z分量始終為0。讀者可以自行進(jìn)行嘗試闷营。
這里，我們先來(lái)看一下Unity提供的相關(guān)常見(jiàn)函數(shù)：
//1.屏幕轉(zhuǎn)世界坐標(biāo)
Vector3 Camera.main.ScreenToWorldPoint(new Vector3(screenPos.x , screenPos.y , zInfo));
//2.世界轉(zhuǎn)屏幕坐標(biāo)
Vector3 Camera.main.WorldToScreenPoint(new Vector3(worldPos.x , worldPos.y , worldPos.z));
//3.世界轉(zhuǎn)視口坐標(biāo)
Vector3 Camera.main.WorldToViewportPoint();
//4.視口轉(zhuǎn)世界坐標(biāo)
Vector3 Camera.main.ViewportToWorldPoint(new Vector3(viewPortPos.x , viewPortPos.y , zInfo));
//5.視口轉(zhuǎn)屏幕坐標(biāo)
Vector3 Camera.main.ViewportToScreenPoint();
//6.屏幕轉(zhuǎn)視口坐標(biāo)
Vector3 Camera.main.ScreenToViewportPoint();
作者作為初學(xué)者的一員知市，認(rèn)為先搞清楚這幾個(gè)暫時(shí)足夠傻盟，日后若有使用更多的變換，則再進(jìn)行補(bǔ)充吧嫂丙。
觀察這些個(gè)函數(shù)娘赴，首先一個(gè)很明顯的共同點(diǎn)，就是這些函數(shù)都是Camera的成員函數(shù)跟啤，輸入和輸出都為Vector3類(lèi)型的變量诽表。也即這些函數(shù)都是針對(duì)當(dāng)前攝像機(jī)的一個(gè)變換操作。這很容易理解隅肥，因?yàn)?D游戲中的坐標(biāo)從模型空間到最終的屏幕空間經(jīng)過(guò)了model,view,projection,以及之后的NDC變換等竿奏，其中除model是用于從模型空間到世界空間的變換外，之后的view腥放，projection都是基于攝像機(jī)的泛啸。他們會(huì)隨著使用相機(jī)的變化而變化。至于具體的內(nèi)容秃症，變化過(guò)程候址，這里不做過(guò)多描述，讀者可以查看網(wǎng)上的相關(guān)文章种柑。
當(dāng)然岗仑，我們?cè)谑褂眠@些API的時(shí)候，只需要清楚我們的輸入和輸出的內(nèi)容及其關(guān)系就好了聚请。
接下來(lái)荠雕，我們來(lái)聊一聊這些函數(shù)：
首先是屏幕坐標(biāo)和世界坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換：
WorldToScreenPoint函數(shù)接收一個(gè)世界空間下的位置信息，然后返回其所在的屏幕空間位置良漱，以及其相對(duì)于攝像機(jī)的深度信息舞虱，該深度信息由世界空間下攝像機(jī)和輸入位置的z值來(lái)決定。
一個(gè)例子是：攝像機(jī)的位置為(0.0, 0.0 , -10.0),輸入的位置為(0.0,0.0,1.0)母市。則返回的結(jié)果為(screen.width/2 , screen.height/2 , 1-(-10));
注意攝像機(jī)指向-z方向矾兜！
ScreenToWorldPoint則是與之相反，輸入屏幕空間位置以及相應(yīng)的深度信息（注意深度信息應(yīng)該為目標(biāo)z值金和相機(jī)z值的差值）患久，可以返回其所在的世界坐標(biāo)位置椅寺。
視口坐標(biāo)和世界坐標(biāo)與之相似：
WorldToViewportPoint：輸入世界坐標(biāo)浑槽，返回的是對(duì)應(yīng)的點(diǎn)所在的視口位置，當(dāng)然以及其相對(duì)于攝像機(jī)的深度信息(距離)
ViewportToWorldPoint：輸入視口坐標(biāo)（記得對(duì)應(yīng)的深度信息）返帕，返回點(diǎn)所在的世界坐標(biāo)
視口坐標(biāo)和屏幕坐標(biāo)非常簡(jiǎn)單桐玻，正如上面的說(shuō)明，只要知道分辨率就可以輕松轉(zhuǎn)換荆萤，這里不再贅述镊靴。
一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用
我們?cè)谠O(shè)計(jì)某些游戲的時(shí)候（比如攝像機(jī)固定不動(dòng)的類(lèi)型），會(huì)對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)范圍進(jìn)行限制链韭，以防止其跑出邊界偏竟。比如一盒橫屏的飛行射擊游戲（雷電），我們可以獲得物體的位置信息：transform.position敞峭，我們希望對(duì)物體的x,y兩個(gè)軸向的移動(dòng)進(jìn)行限制（同時(shí)凍結(jié)物體的z軸移動(dòng)）踊谋。一個(gè)簡(jiǎn)單的思路如下：
public float leftBorder;
public float rightBorder;
public float topBorder;
public float bottomBorder;
....
Vector3 leftBtm_cornerPos = Camera.main.ViewportToWorldPoint(new Vector3(0f, 0f,
Mathf.Abs(-Camera.main.transform.position.z))); //這里的z軸在正交視圖下意義不大
Vector3 rightTop_cornerPos = Camera.main.ViewportToWorldPoint(new Vector3(1f, 1f,
Mathf.Abs(-Camera.main.transform.position.z)));
....
leftBorder = leftBtm_cornerPos.x;
rightBorder = rightTop_cornerPos.x;
topBorder = rightTop_cornerPos.y;
bottomBorder = leftBtm_cornerPos.y;
....
if (pos.x <= leftBorder)
{
pos.x = leftBorder;
}
else if (pos.x >= rightBorde
{
pos.x = rightBorder;
}
if (pos.y <= bottomBorder)
{
pos.y = bottomBorder;
}
else if (pos.y >= topBorder)
{
pos.y = topBorder;
}
上面的代碼通過(guò)ViewportToWorldPoint獲取到了四個(gè)邊界。之后通過(guò)限制位置的x旋讹、y軸向移動(dòng)就可以控制避免移動(dòng)過(guò)度殖蚕。
說(shuō)明一下，這里假設(shè)了雷電類(lèi)型的游戲沉迹，使用的攝像機(jī)為正交類(lèi)型的投影方式睦疫，了解正交投影的朋友就知道，視錐體變成了長(zhǎng)方體形胚股，因子這里的
z軸并無(wú)太大的作用笼痛。即使我使用ViewportToWorldPoint的時(shí)候使用0作為z軸數(shù)據(jù)，也一樣沒(méi)關(guān)系琅拌。但是對(duì)于透視投影就不太一樣了缨伊。若這里使用的透視投影，在不同的深度下进宝，其的邊界范圍肯定也會(huì)變化刻坊，這個(gè)時(shí)候就必須輸入正確的z軸數(shù)據(jù)了！党晋。
