[Unity][基础篇]坐标系

无论是2d还是3d游戏开发，图形学都是基础，解析几何的基本思想是将几何图形抽象成点的运动轨迹，从而点可以作为组成图形的基本元素，而描述一个点的位置首先需要建立合适的坐标系，再从代码层面来理解，在调用任何需要设置位置的函数，或从函数获取位置信息前，必须要明确这个函数使用哪个坐标系，有了清晰的坐标系认识，能帮助你更顺畅地理解游戏世界。

对于初学者来说，可能并不能完成理解以上几种坐标系的应用，我觉得可以这么理解，屏幕坐标系和GL坐标系是一种坐标系理念，而节点坐标系和世界坐标系是两种不同的应用，即两者都是用的GL坐标系的理念，只是坐标系原点不相同；另外屏幕坐标系主要应用在Touch对象中的坐标（没去细究为啥不用GL坐标系）

世界坐标是按照笛卡尔坐标系定义出来的绝对坐标系，下面的各种坐标系都建立在世界坐标的基础上。我们知道二维平面内任意一个点可以用二维坐标(x,y)来表示，如果将这个概念延伸到三维空间内，那么三维空间内任意一个点都可以用三维坐标(x,y,z)来表示。Unity3D采用的是左手坐标系。在Unity3D中我们可以使用transform.position来获取场景中一个物体的世界坐标，通常情况下编辑器中的Inspector窗口是以世界坐标来描述一个3D物体的位置的，除非当一个3D物体存在父物体的时候，它会以相对坐标来描述其位置。

屏幕坐标是以像素来定义的，它的范围是以左下角为(0,0)，右上角为(Screen.width,Screen.height)定义的这样一个矩形。屏幕坐标是一个3D坐标，Z轴是以相机的世界单位来衡量的。屏幕坐标和相机之间满足：Screen.width=Camera.pixelWidth和Screen.height=Camera.pixelHeight这两个条件。例如我们将相机正对着场景中的原点(0,0,0),相机的Z轴分量为-10，按照屏幕坐标的定义，假设屏幕为800X640的大小，则此时原点转化为屏幕坐标后应该是(400,320,10)。在Unity3D中我们可以使用WorldToScreenPoint来将一个世界坐标转换为屏幕坐标。 鼠标位置Input.mousePosition获取的是屏幕坐标。 例如场景分辨率1024x768，如果屏幕被缩小至100x100，那么点击右上角是100x100，而不是分辨率的1024x768。

视口坐标是标准化后的屏幕坐标。标准化的概念我们可以引申到向量的标准化中，比如一个向量(x,y)将过标准化后可以得到一个单位向量(x’,y’)。类似地，视口坐标是以0到1间的数字来表示的，它的范围是以左下角为(0,0),右上角为（1,1)定义的这样一个矩形。视口坐标是一个3D坐标，Z轴是以相机的世界单位来衡量的。通过对比可以发现视口坐标和屏幕坐标特别的相似，所以这里大家可以对比着来学习。同样以屏幕坐标中的例子来将这里的转换，例如我们将相机正对着场景中的原点(0,0,0),相机的Z轴分量为-10，按照屏幕坐标的定义，假设屏幕为800X640的大小，则此时原点转化为视口坐标后应该是(0.5,0.5,10)。在Unity3D中我们可以使用WorldToViewportPoint来将一个世界坐标转换为视口坐标。

GUI坐标是指通过OnGUI方法绘制UI时使用的坐标。这个坐标系和屏幕坐标类似，它同样是以像素来定义的，它的范围是以左上角为(0,0),右下角为(Screen.width,Screen.height)定义的这样一个矩形，GUI坐标是一个2D坐标(绝对坐标)。我们知道使用绝对坐标来进行布局的话是没有办法做自适应的，UI自适应的一个主要观点就是不要使用绝对坐标！不要使用绝对坐标！不要使用绝对坐标！

关于GUI坐标系在接下来UGUI的文章中会再详细分析，暂时抄袭如下： uGUI的坐标本质上是特殊的屏幕坐标，uGUI的Anchor决定了该坐标系的原点，pivot决定了元素本身坐标系的原点，正是这两个属性让uGUI的坐标看起来显得扑朔迷离