Unity坐标系入门

一、坐标系的概念

Unity 世界坐标系采用左手坐标系，大拇指指向X轴(红色)，食指指向Y轴(黄色)，中指向手心方向歪曲90度表示Z轴(蓝色)，同时Z轴也是物体前进方向，下图表示Unity的四种坐标系：

其中GUI和Screen的单位是像素单位，什么是像素单位呢，这里可以先了解一下像素相关知识：

像素：简单地来说，可以理解成一个方块，它是图像的最小单元，不能再分割，但它并没有固定的大小。

屏幕分辨率：指的是由像素组成的点阵，比如说一台电脑的屏幕分辨率为1920*1080，那么该电脑屏幕在横向有1920个像素，纵向有1080个像素。

谈及像素和分辨率，还有一个概念叫做PPI，什么是PPI呢？

PPI：每英寸像素数目，可以理解为屏幕像素密度

因为像素并没有固定的大小，所以，PPI 越高，像素大小越小，也就越清晰。具体的计算公式如下：

所以可以知道，在购买显示器的时候，同是2K屏，24寸的是要比27寸的更清晰一些，因为PPI更高。

回到正题，比如我的电脑的分辨率是1920*1080，那么其X轴最大单位就是1920，Y轴最大单位就是1080。

了解了GUI、世界和屏幕坐标系后，Viewport坐标系其实没什么好说的，只是进行了归一化。

二、Screen坐标系和World坐标系的换算

在进行换算前，需要知道Camera相机的概念，相机又分为正交视图(orthogonal)、透视视图(perspective)。

一般2D游戏采用正交视图，3D游戏采用透视视图。

1、正交视图

2、透视视图

1、2D坐标系换算(正交视图)

在上述示例中用到的天空背景图的分辨率是4096*2048，但是有个地方很奇怪，Unity显示该图分辨率是2048*1024，实际是4096*2048。

如果想要背景图填充满整个屏幕，可以将游戏视图分辨率设置为图片分辨率，然后还需要设置相机大小：

相机大小(size)：采用世界坐标系单位，为屏幕半宽。(所以相机大小为2048/2/100=10.24)

Pixels Per Unit：每多少像素为一世界坐标系单位。

这里我们应该知道屏幕坐标系的范围是(0,0)到(4096,2048)，那世界坐标系范围是什么呢？

世界坐标系的原点和范围受到相机的影响，若相机的位置为(0,0)，并且没有发生旋转，那么世界坐标系的原点就在屏幕正中心，其范围是(-20.48,-10.24)到(20.48,10.24)。

2、3D坐标系换算(透视视图)

3D坐标系换算相对更复杂一点，如下实例：

相机位于(0,0,-16)，且视野角度为60度，帽子位于(0,6,0)，且都没有发生旋转，那么其在Y轴上的分辨率既可以推算出来。

同理，其在X轴上的分辨率也可以算出来。