关于Cocos2d-x中坐标系的种类和转换

注意：

当一个节点有一个子节点的时候，如果移动父节点，子节点也会跟着做相应的移动变化，只要被添加到父节点中，子节点就被绑定了，所以子节点的位置，坐标就会被动地变化。

当一个节点有一个子节点的时候，如果通过setPosition方法设置子节点的坐标，那么，这时候其实是在以父节点左下角为原点的坐标系中，x轴最长是父节点的宽度，y轴最长是父节点的高度。后面如果有需要可以通过一些坐标的转换的方法转化为世界坐标/UI坐标。

例如，jewel1是hero的子节点，屏幕分辨率960*640，hero大小200*250

Point p1, p2,p3;
auto hero = Sprite::create("s_1.png");
hero->setPosition(visibleSize.width / 2, visibleSize.height / 2);
p1=hero->getPosition();
log("p1=(%f,%f)",p1.x,p1.y);
addChild(hero);

auto jewel1 = Sprite::create("jewel1.png");
jewel1->setAnchorPoint(Vec2(1, 0));
jewel1->setPosition(hero->getContentSize().width, 0);
p2 = jewel1->getPosition();
log("p2=(%f,%f)", p2.x, p2.y);
p3 = hero->convertToWorldSpace(jewel1->getPosition());
log("p3=(%f,%f)", p3.x, p3.y);
hero->addChild(jewel1);

输出结果

p1=(480.000000,320.000000)
p2=(200.000000,0.000000)
p3=(580.000000,195.000000)

一.UI坐标系

在进行iOS或者Android界面开发时，它的坐标系规则如下图所示：

• 原点坐标(x=0, y=0)位于左上角；
• X轴从屏幕最左边开始，由左向右渐增；
• Y轴坐标从屏幕最上方开始，由上向下渐增

二.Cocos2d-x坐标系

Cocos2d-x坐标系是这里的重点，也是我们开发时考虑的最多的。由于Cocos2d-x是基于OpenGL和OpenGL ES的。该坐标系的规则如下：

• 原点坐标(x=0, y=0)位于左下角；
• X轴从屏幕最左边开始，由左向右渐增；
• Y轴从屏幕最下方开始，由下向上渐增；

在Cocos2d-x中的场景，就是使用的该坐标系。

三.世界坐标系

世界坐标系也叫绝对坐标系，是游戏开发中建立的概念。它建立了描述其它坐标系所需要的参考标准。我们都可以使用世界坐标系来描述其它坐标系的位置。

Cocos2d-x中元素是有父子关系的层次结构，通过Node设置位置使用的是相对其父节点的本地坐标系，而非世界坐标系，最后在绘制屏幕的时候，Cocos2d-x会把这些元素的本地节点坐标映射成世界坐标系坐标。世界坐标系和OpenGL坐标系方向一致，原点在屏幕左下角，X轴向右，Y轴向上。

四.节点坐标系

节点坐标系也叫相对坐标系，它是与特定节点相关联的坐标系。每个节点都有独立的坐标系，当节点移动或改变方向时，和该节点关联的坐标系（它的子节点）将随之移动或改变方向。比如一个Layer上面有10个精灵，当移动这个Layer的时候，这些精灵也会跟着一起移动的。

在Node节点类中，我们可以对节点进行位置的操作，而这些设置位置使用的就是父节点的节点坐标系。它和OpenGL坐标系方向一致，原点在屏幕左下角，X轴向右，Y轴向上。有的时候，我们需要将节点坐标转换成世界坐标，或者将世界坐标转换成节点坐标。在Node节点类中，就提供了对应的转换函数，下面我们就使用一下这些函数，加深对Cocos2d-x坐标系、世界坐标系和节点坐标系的理解。

转换API

在Cocos2d-x中提供了以下的API用来进行坐标转换。

/**
* 将世界坐标转换成节点坐标，忽略锚点的影响；结果是以点为单位。
*/
Vec2 convertToNodeSpace(const Vec2& worldPoint) const;

/**
* 将节点坐标转换成世界坐标，忽略锚点的影响；结果是以点为单位。
*/
Vec2 convertToWorldSpace(const Vec2& nodePoint) const;

/**
* 将世界坐标转换成节点坐标；结果是以点为单位。
* 会考虑到锚点的影响
*/
Vec2 convertToNodeSpaceAR(const Vec2& worldPoint) const;

/**
* 将节点坐标转换成世界坐标；结果是以点为单位。
* 会考虑到锚点的影响。
*/
Vec2 convertToWorldSpaceAR(const Vec2& nodePoint) const;

/**
* 将Touch对应的点转换成节点坐标，忽略锚点的影响。
*/
Vec2 convertTouchToNodeSpace(Touch * touch) const;

/**
* 将Touch对应的点转换成节点坐标，考虑锚点的影响。
*/
Vec2 convertTouchToNodeSpaceAR(Touch * touch) const;

好了，世界坐标系转节点坐标系，节点坐标系转世界坐标系，就这么几个函数就能搞定了，剩下的就是实际的应用了。对了，在实际中，一定要考虑到锚点的影响，可能你得到的结果，就是因为锚点的影响，而完全不同的。

坐标系变换原理

上面总结了坐标系之间转换的一些API函数，下面就来看看它们之间到底是如何转换的。看了网上很多人的博客，写的转换原理，写的都不错，就是看的云里雾里的，很多人都配上了坐标图，搞笑的是那些坐标图都是“一副”，也不知道谁抄袭的谁的。

下面就做一些简单的原理，没有过的图来说明，就是一些简短的文字，按照这些文字说明，你肯定能看的懂的。

1.convertToNodeSpace
Vec2 newPosition = node1->convertToNodeSpace(node2->getPosition());
将node2的位置坐标转换成相对于node1左下角顶点的坐标。转换方法：node1和node2位置不变，将坐标轴原点设置为node1的左下角顶点，重新计算node2->getPosition()这个点的坐标即为newPosition。
当调用以下代码时，返回的是相对于其父节点的节点坐标，当然了，以下代码的实际用处并不大。

Vec2 newPosition = node1->convertToNodeSpace(node1->getPosition());

2.convertToNodeSpaceAR
Vec2 newPosition=node1->convertToNodeSpaceAR(node2->getPosition());
将node2的位置坐标转换成相对于node1锚点的坐标。转换方法：node1和node2位置不变，将坐标轴原点设置为node1的锚点，重新计算node2->getPosition()这个点的坐标即为newPosition。

3.convertToWorldSpace
Vec2 newPosition=node1->convertToWorldSpace(node2->getPosition());
将node2的位置坐标转换成世界坐标。转换方法：node1的位置不变，世界坐标的坐标轴也不变，以node1的左下角顶点再建立一个坐标系（其实就是本地坐标），将node2->getPosition()这个点设置到新建的坐标系中，以原来的世界坐标系为参考，重新计算node2->getPosition()这个点的坐标即为newPosition。

4.convertToWorldSpaceAR
Vec2 newPosition=node1->convertToWorldSpaceAR(node2->getPosition());
将node2的位置坐标转换成世界坐标。转换方法：node1的位置不变，世界坐标的坐标轴也不变，以node1的锚点再建立一个坐标系，将node2->getPosition()这个点设置到新建的坐标系中，以原来的世界坐标系为参考，重新计算node2->getPosition()这个点的坐标即为newPosition。

另一个例子

首先我们添加两个测试精灵(宽：27，高：40)到场景里面：

Sprite *sprite1 = Sprite::create("player.png");
sprite1->setPosition(Vec2(20, 40));
sprite1->setAnchorPoint(Vec2(0, 0));
this->addChild(sprite1);

Sprite *sprite2 = Sprite::create("player.png");
sprite2->setPosition(Vec2(-15, -30));
sprite2->setAnchorPoint(Vec2(1, 1));
this->addChild(sprite2);

然后调试，在场景中大概是下图这样显示（以左下角为坐标原点，从左到右为x方向，从下到上为y方向，废话了：））：

在cocos2d-x中，每个精灵都有一个锚点，以后对精灵的操作（比如旋转）都会围绕锚点进行，我们暂且可以看作是精灵的中心位置，一般来说有每个方向有三种可能的值:0,0.5,1。上图中红色圆点即为各自的锚点，sprite1 锚点为 (0,0) 左下角，sprite2锚点为(1,1)在右上角。

现在我们来看看坐标系转换，同样地，我们先写点测试代码：

Point p1 = sprite2->convertToNodeSpace(sprite1->getPosition());
Point p2 = sprite2->convertToWorldSpace(sprite1->getPosition());
Point p3 = sprite2->convertToNodeSpaceAR(sprite1->getPosition());
Point p4 = sprite2->convertToWorldSpaceAR(sprite1->getPosition());

接着，再打印出各点的x,y值：

 

Log("p1:%f,%f", p1.x, p1.y);
Log("p2:%f,%f", p2.x, p2.y);
Log("p3:%f,%f", p3.x, p3.y);
Log("p4:%f,%f", p4.x, p4.y);

由于cocos2d-x的坐标系（本地坐标系）是以左下角为坐标原点的，所以 sprite1和sprite2的坐标原点在上图的位置分别是（20,40）、（-42,-70），那么很明显的：

p1就是sprite1锚点相对于sprite2原点来说在sprite2坐标系中的位置，经过对比上图，我们可以得到（20-(-42)，40-(-70)）即（62,110）

p2就是sprite1锚点相对于sprite2原点来说在上图坐标系中的位置，这样我们可以计算出sprite1在sprite2坐标系中的位置：（20+(-42),40+(-70)），即（-22,-30）

p3就是sprite1锚点相对于sprite2锚点来说在sprite2坐标系中的位置，也就是（20-(-15)，40-(-30)）,即（35,70）

p4就是sprite1锚点相对于sprite2锚点来说在上图坐标系中的位置，也就是（20+(-15),40+(-30)），即（5,10）

现在我们可以知道，计算方法都是用sprite1的坐标去加减sprite2的坐标，针对本地坐标系就用减法，针对世界坐标系就用加法。