【Cocos2d-x游戏开发】浅谈游戏中的坐标系

　　无论是开发2D还是开发3D游戏，首先必须弄清楚坐标系的概念。在Cocos2d-x中，需要了解的有OpenGL坐标系、世界坐标系和节点坐标系。

1.UI坐标系

　　IOS/Android/Windows SDK中通用的UI坐标系默认起点坐标（x=0,y=0）位于坐上角，x轴从屏幕最左边开始，由左向右逐渐增加；Y轴坐标从屏幕最上方开始，由上至下逐渐增加，如图所示：

　　UI坐标系又被称为纹理坐标系，在Cocos2d-x中，只有从纹理截取部分矩形时才使用这个坐标系，例如Sprite的TextureRect属性。

2.OpenGL坐标系

　　OpenGL坐标系又称为绘图坐标系，Cocos2d-x以OpenGL和OpenGL ES为基础，所以支持的自然是OpenGL坐标系。OpenGL坐标系默认原点坐标（X=0，Y=0）在屏幕左下角，X轴从屏幕最左边开始，由左向右逐渐增加， Y轴从屏幕最下方开始，由下至上逐渐增加。

　　而IOS设备的屏幕坐标系（即UI坐标系）默认原点在左上角，X轴向右，Y轴向下（Y轴和OpenGL坐标正好相反）。IOS的屏幕触摸时间Touch传入的位置信息使用的是屏幕坐标系，因此在Cocos2d-x中对触摸时间进行处理时，需要先把触摸点的位置转换成OpenGL坐标，可以使用Director类中的convertToGL函数来进行转换。

3.世界坐标系

　　世界坐标系又称绝对坐标系，是游戏开发中的概念，它建立了描述其他坐标系所需要的参考标准。我们可以用世界坐标系来描述其他坐标系的位置。

　　Cocos2d-x中的元素结构是有父子关系的层级结构，通过Node的position设定元素的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坐标系一致，原点默认在屏幕左下角，X轴向右，Y轴向上。

4.节点坐标系　

　　节点坐标系又称本地坐标系，是特定节点相关联的坐标系。每个节点都有独立的坐标系。当节点移动或者改变方向的时候，和该节点关联的坐标系（它的子节点）也将随之移动或者改变方向。这是相对的。

　　例如乘坐出租车的时候对驾驶员说“向左转”，使用的是节点（出租车）坐标系，“前”、“后”、“左”、“右”只有在相对于出租车的坐标系中才有意义。但是如果我们说“向东开”，我们使用的就是世界坐标系了，无论是车内还是车外的人都知道应该向什么方向开了。

5.Vec2和Point

　　在Cocos2d-x3.0版本中，使用Point来表示一个坐标点，Point中包含了一个x和一个y坐标，都是浮点数。从Cocos2d-x 3.1版本开始，使用Vec2来代替Point，而Point作为typedef存在，在Vec2.h源代码中是这样定义的：

typedef Vec2 Point;

6.锚点

　　锚点是Cocos2d-x中一个非常重要的概念，每一个Node都有一个锚点（anchor point）,锚点指定了纹理图像和所在节点原点（即position所表示的点）重合的点的位置。锚点值的范围从（0，0）到（1，1）之间，默认情况下，锚点位于纹理图像的几何中心，即（0.5，0.5），该值表示的并不是一个像素点，而是一个乘数因子。（0.5，0.5）表示锚点位于纹理图像长度乘以0.5的地方，即纹理图像的中心。因此，只有在Node类节点使用了纹理图像的情况下，锚点才有意义。

　　锚点的最大作用就是辅助节点进行界面布局定位。可以将锚点想象成使用图钉在一面空白的墙上固定一张照片，被钉住的照片就相当于节点，墙壁就相当于设备的屏幕，而图钉就是锚点。在Cocos2d-x中，锚点的默认位置在纹理图像的几何中心位置。例如将某个精灵图像的位置设为（50，50）的时候，该精灵图像的几何中心位置默认情况下也应该是（50，50）。但是如果将锚点设置在精灵图像的左下角（0，0），并将精灵图像的位置设置为（50，50），那么此时应该是精灵图像的左下角位于（50，50）的位置，而不是精灵图像的几何中心处在（50，50）的位置了。

　　Node的position使用的就是父节点的节点坐标系，它和OpenGL坐标系也是一致的，X轴向右，Y轴向上，原点默认在父节点的左下角。如果父节点是场景树中的顶层节点，那么它使用的节点坐标系就和世界坐标系重合了。

　　Node类有两个方便的函数可以用于坐标转换：

　　　　*convertToNodeSpace: 把世界坐标转换成当前节点的节点坐标。

　　　　*convertToWorldSpace；把基于当前节点的节点坐标系下的坐标转换成世界坐标。

　　需要注意的是，这两种转换都是基于当前的节点坐标，并且不考虑锚点，而一个节点的position所使用的坐标是基于它父节点的坐标的，因此，我们要把Node的位置转换到世界坐标系中应该调用父节点的convertToWorldSpace函数。Node类还提供了convertToNodeSpaceAR和convertToWorldSpaceAR两个函数。这两个函数完成同样的转换功能，但是他们是基于坐标锚点的。

了解并掌握了以上几种最基本的坐标系知识，才能高效快捷的使用Cocos2d-x开发游戏。