任何游戲對象在創建的時候都會附帶Transform組件,用于儲存并操控物體的位置、旋轉和縮放。
并且該組件是無法刪除的。
Transform面板一共包含3個屬性:
Position:位置
Rotation:旋轉
Scale:(縮放)
可修改對象的位置、旋轉方式、縮放數值
position;世界坐標系位置
localPosition;本地坐標系位置
縮放
localScale;自身縮放
lossyScale;全局縮放
旋轉
transform.rotation;世界坐標系旋轉
transform.localRotation;本地坐標系旋轉
transform.eulerAngles;世界坐標系旋轉
transform.localEulerAngles;本地坐標系旋轉
歐拉角
構件在三維空間中的有限轉動,可依次用三個相對轉角表示這三個轉角統稱為歐拉角。
unity中的歐拉角有兩種方式可以解釋:
1,當認為順序是yxz時(其實就是heading - pitch - bank),是傳統的歐拉角變換,也就是以物體自己的坐標系為軸的。
2,當認為順序是zxy時(roll - pitch - yaw),也是官方文檔的順序時,是以慣性坐標系為軸的。后者比較直觀一些,但其實兩者的實際效果是一樣的,只是理解不一樣。
歐拉角有兩種:
靜態:即繞世界坐標系三個軸的旋轉,由于物體旋轉過程中坐標軸保持靜止,所以稱為靜態。
動態:即繞物體坐標系三個軸的旋轉,由于物體旋轉過程中坐標軸隨著物體做相同的轉動,所以稱為動態。
使用動態歐拉角會出現萬向鎖現象;靜態歐拉角不存在萬向鎖的問題
正常狀態:三個獨立的旋轉軸
萬向鎖:一旦選擇±90°作為pitch角,就會導致第一次旋轉和第三次旋轉等價,整個旋轉表示系統被限制在只能繞豎直軸旋轉,丟失了一個表示維度。
萬向節死鎖會導致位置上連續變化,在數值表示上確是非連續的。給定的兩個關鍵幀之間無法平滑過渡。解決方法:可以使用四元數球面線性插值
四元數
愛爾蘭數學家William hamilton一直致力于尋找一種方法將復數2D擴展到3D他認為,新的復數應該有一個實部和兩個虛部。但是一直沒有成功。1843年,他在前往愛爾蘭學院演講的路上,突然意識到應該有三個虛部而不是兩個。他把這種新復數類型性質刻在了橋上,這就是四元數。
四元數使用四個數來表達方位,因此命名為四元數用三個數來表達3D方位,一定會導致萬向鎖的問題。一個四元數包含一個標量分量和一個3D向量分量。通常標量分量為w,向量分量為v或者分開的x,y,z.
記法:[w,v][w,(x,y,z)]四元數與復數:復數定義: a+bi, i是所謂的虛數,滿足 i的平方等于-1;a是實部,b是虛部。
四元數擴展了復數系統,使用了三個虛部i,j,k一個四元數[w,(x,y,z)]定義了復數 w+xi+yj+zk.很多標準復數的性質都能應用到四元數上。更重要的是,和復數來旋轉2D中的向量類似,四元數也能用來旋轉3D中的向量。
四元數是非常重要的工具類之一。在Unity中所有用到模型旋轉的,其底層都是由四元數實現的,它可以精確的計算模型旋轉的角度。Quaternion基于復數的表示并不容易被直觀地理解,因此沒有必要訪問或修改單個Quaternion組件(x,y,z,w)只需通過Transform的rotation來實現旋轉,或者構造新的旋轉,如在兩個旋轉間平滑地插值
eulerAngles屬性返回表示旋轉的歐拉角度。表示旋轉的角度,順序依次繞z軸旋轉euler.z度,繞x軸旋轉euler.x度,繞y軸旋轉euler.y度范例:創建一個旋轉,繞y軸,指定一個30度旋轉角
在unity3d中,用四元數來表示旋轉,四元數英文名叫quaternion . 比如 transform.rotation 就是一個四元數,其由四個部分組成
Quaternion = (xi + yj + zk + w ) = (x,y,z,w)
quaternion 中 (x,y,z) 跟旋轉軸有關, w 與繞旋轉軸旋轉的角度有關,因為它們都要經過代數運算才能得出旋轉軸和旋轉角度??
Unity3D 中 用quaternion 來對一個坐標點進行旋轉,我進行的是第2種操作,即對一個向量進行旋轉;
首先 ,Quaternion 的基本數學方程為 :
Q = cos (a/2) + i (x * sin(a/2)) + j (y * sin(a/2)) + k(z * sin(a/2)) ?? (a 為旋轉角度)
Q.w = cos (angle / 2)?
Q.x = axis.x * sin (angle / 2)?
Q.y = axis.y * sin (angle / 2) ?
Q.z = axis.z * sin (angle / 2)
我們只要有角度就可以給出四元數的四個部分值,例如我想要讓點M=Vector3(o,p,q) 繞x軸順時針旋轉90度;那么對應的quaternion數值就應該為:
Q : Quaternion;
Q.x = 1 * sin(90度/2) = sin(45度) = 0.7071
Q.y = 0;
Q.z = 0;
Q.w = cos(90度/2) = cos (45度) = 0.7071
Q = (0.7071, 0 , 0 , 0.7071);
m = Q * m;(將點m 繞 x軸(1,0,0) 順時針旋轉了90度)
示例:
using UnityEngine;
using System.Collections;
class EulerAnglesTest: MonoBehaviour?
{
??public Quaternion rotation = Quaternion.identity;
??public void Awake() { ??
?????rotation.eulerAngles = new Vector3(0, 30, 0);?
????transform.rotation = rotation;
?}
}
Translate
移動transform在translation的方向和距離。
Space.Self和Space.World
注意,vector.forward和tranform.forward區別
Debug.Log("****************************");
Debug.Log(Vector3.forward);
Debug.Log(Vector3.right);
Debug.Log(Vector3.up);
Debug.Log("****************************");
Debug.Log(transform.forward);
Debug.Log(transform.right);
Debug.Log(transform.up);
Rotate
Transform.Rotate 旋轉
Transform.RotateAround 圍繞旋轉
LookAt
盯著看
transform.LookAt(Transform target);
transform.LookAt(Vector3 worldPosition);
擴展
transform.LookAt(Transform target,Vector3 worldUp);
z軸指向目標后,y軸旋轉變換指向由worldUp向量暗示的方向。 如果省略worldUp參數,該函數將使用世界y軸。 worldUp只是一個提示矢量。
Find:通過名字查找子物體并返回它。如果沒有查找到子物體名字,將返回null。如果名字包含“/”字符它將向路徑一樣穿越層次。
GetChild():根據子節點的序列查找子物體。
Transform維護父子關系
Transform.root 根
Transform.parent 父級
Transform.childCount 子物體數
Transform.SetParent();設置父節點
Transform.DetachChildren 分離子物體
坐標系變換
TransformPoint:變換位置從物體坐標到世界坐標
InverseTransformPoint:變換位置從世界坐標到自身坐標
TransformDirection:將一個方向從局部坐標變換到世界坐標方向。
InverseTransformDirection:將一個方向從世界坐標變換到局部坐標方向。
(擴展)矩陣(Matrix)
一個標準的4x4變換矩陣。
一個變換矩陣可以執行任意的線形3D變換(例如,平移,旋轉,縮放,切變等等)
并且透視變換使用齊次坐標。腳本中很少使用矩陣:最常用Vector3,Quaternion,而且Transform類的功能更簡單。
單純的矩陣用于特殊情況,如設置非標準相機投影在Unity中,Matrix4x4被Transform,Camera,Material和GL幾個函數使用。
worldToLocalMatrix:矩陣變換的點從世界坐標轉為自身坐標(只讀)。
localToWorldMatrix:矩陣變換的點從自身坐標轉為世界坐標(只讀)。
Debug.Log(tran
sform.position);
Debug.Log(transform.localPosition);
Vector4 vec = new Vector4(transform.localPosition.x,transform.localPosition.y,transform.localPosition.z,1);
Debug.Log((transform.parent.localToWorldMatrix*vec));
Vector4 vec2=new Vector4(transform.position.x,transform.position.y,transform.position.z,1);?
Debug.Log(transform.parent.worldToLocalMatrix*vec2);