3D和2D游戏开发技术里的坐标系总结

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最近在做unity3d开发，坐标系的概念把自己搞得好迷糊，发现理解好坐标系的东西的确对一个新手来说是必经之路，而且是基础中的重点。故在此总结下在Unity3D开发中，以及在其他游戏开发中的一些坐标系的概念。也在此分享下，一起进步。

第一部分：2D游戏开发。

先从简单2D世界说起吧。2D开发里的坐标系比较简单，2D坐标常见的有两种：

一种是以flash为代表的，以屏幕左上角为（0,0）点，右下角为（Screen.width, Screen.height）点。
一种是以cocos2d系列为代表的，由于使用的是OpenGL系提供的API，故以屏幕左下角为（0,0）点，右上角（Screen.width, Screen.height）点。

2D的坐标系就是如此简单，下面重点介绍3d的坐标系。

第二部分：3D游戏开发。

在3D开发中，用的是笛卡尔三维坐标系，包含两种3D的坐标系：左手坐标系和右手坐标系。

很多新人开始学3D开发时都会和我一样有很多疑惑，例如Unity3D和OpenGL, DirectX有啥区别？他们的坐标都是如何的？如何转换到屏幕上的坐标？这些问题的确挺头疼的。下面就逐个讲讲。

1.Unity3D和OpenGL, DirectX有啥不同？

其实他们拿来对比，是不太妥当的，因为他们不是在同一层级上的，不构成并列选择关系。Unity3D调用的是DirectX 和 OpenGL提供的 API。也可以这么理解，Unity3D封装了OpenGL和DirectX。

简单的说，就是：你的程序–>Unity3D–>DirectX/OpenGL–>图形设备（显卡）。

2.左手坐标系和右手坐标系如何理解

按照教科书的概念，左手坐标系和右手坐标系应该如图1：

（图一：两种坐标系）

那如何理解“左手”和“右手”的概念呢？我们做个实验(为此，笔者把自己的手指都秀出来了~)

伸出左手（或右手），中指为x轴，拇指为y轴，食指为z轴，就组成了左手（或右手）坐标系

(图二：左手坐标系实例)

(图三：左手坐标系实例)

3.那u3d用到的坐标系是啥坐标系呢？

答：在Unity3D里都是左手坐标系

u3d中世界坐标：左手坐标系。

屏幕坐标系：左手坐标系。什么！屏幕的坐标系是三维的？没错。那该如何理解？这样理解吧，屏幕从左下角开始为（0,0,0）点，往竖方向向上y递增，往右x递增，往屏幕里面z递增.

GUI坐标：2d的，左上角为（0,0）。和flash里的原点一样都是从左上开始。

简单来说，就是，在u3d构建中，3d的坐标都是左手坐标系。

4.那右手坐标系出现在什么地方？

1.OpenGL的世界坐标系是右手坐标系（蛋疼啊，和U3D习惯不一样）。

2.建模软件3dsMax:右手坐标系，而且z轴向上。在输出fbx保持up为Y轴的前提下，若不对3dsmax中模型的pivot进行旋转，则导入到Unity3D中后，模型会基于x有-90°的旋转。这种选择可以使得物体在直观印象不变的情况下，直接把左手坐标系转成右手坐标系。如图四，模型是以右手坐标系构建的。