Unity中的功能解释(数学位置相关和事件)

向量计算

Vector3.Slerp(起点坐标,终点坐标,t),可是从起点坐标以一个圆形轨迹到终点坐标,有那么多条轨迹,那怎么办

Vector3.Slerp 进行的是沿球面插值 ,因此并不是沿着严格的"圆形轨迹"移动,而是在两点所在的大圆弧(球体上的最短路径)上插值。

点乘叉乘判断方位,点乘得到的结果大于0和小于0,大于0的时候相距的角度大于90度,小于0则说明在前方

90度以内为正,到180为负,此为两向量点乘可得结果

所以两点之间可以判断前后的关系

叉乘,两向量相乘出垂直的向量,通过新向量的.y判断左右,大于0朝上,说明在目标向量的右侧,小于0,说明在目标向量的左侧

点乘(Dot Product)

A⋅B=∣A∣∣B∣cosθ

A⋅B=A1​B1​+A2​B2​+⋯+An​Bn​

  • 2D 点乘: 若 A=(Ax,Ay)\mathbf{A} = (A_x, A_y)A=(Ax​,Ay​) 和 B=(Bx,By)\mathbf{B} = (B_x, B_y)B=(Bx​,By​),那么点乘为:

    A⋅B=AxBx+AyBy\mathbf{A} \cdot \mathbf{B} = A_x B_x + A_y B_yA⋅B=AxBx+AyBy

  • 3D 点乘: 若 A=(Ax,Ay,Az)\mathbf{A} = (A_x, A_y, A_z)A=(Ax​,Ay​,Az​) 和 B=(Bx,By,Bz)\mathbf{B} = (B_x, B_y, B_z)B=(Bx​,By​,Bz​),那么点乘为:

    A⋅B=AxBx+AyBy+AzBz\mathbf{A} \cdot \mathbf{B} = A_x B_x + A_y B_y + A_z B_zA⋅B=AxBx+AyBy+AzBz

debug的射线

Debug.DrawLine(点&点)

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Debug.DrawLine(Vector3 start, Vector3 end, Color color, float duration);

Vector3 startPoint = new Vector3(0, 0, 0);
Vector3 endPoint = new Vector3(5, 0, 0);
Debug.DrawLine(startPoint, endPoint, Color.red, 2.0f); 
 // 画一条从 (0,0,0) 到 (5,0,0) 的红色线,持续2秒

Debug.DrawRay (点&向量)

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Debug.DrawRay(Vector3 start, Vector3 direction, Color color, float duration);

Vector3 rayOrigin = new Vector3(0, 0, 0);
Vector3 rayDirection = new Vector3(5, 0, 0);  // 方向向量控制长度
Debug.DrawRay(rayOrigin, rayDirection, Color.blue, 2.0f);
  // 画出长度为 5 的蓝色射线,持续2秒

Camera的坐标系转换

  • WorldToScreenPoint: 将世界坐标转换为屏幕坐标。常用于把场景中物体的位置转换为 UI 屏幕上的坐标。

  • 物体位置转为 UI 坐标 :假设你有一个 3D 物体,你希望在 UI 上显示其位置,或者让一个 UI 元素跟随它。这时你就需要把物体的世界坐标转换为屏幕坐标,UI 系统才能正确定位该元素。

  • 射线检测或点击交互 :你可以使用 WorldToScreenPoint 来将3D 世界中的物体位置转换为 2D 坐标,以便处理基于屏幕点击的交互,例如在物体上点击时触发某些事件。

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// 获取物体的世界坐标
Vector3 worldPosition = objectTransform.position;

// 将世界坐标转换为屏幕坐标
Vector3 screenPosition = Camera.main.WorldToScreenPoint(worldPosition);

// 现在 screenPosition 包含物体在屏幕上的 X、Y 坐标(以像素为单位),和 Z 值(深度)。

关于Z值:是目标点,垂直到相机面的距离。

  • Z 值可以用来判断物体是在摄像机的前面(正值)还是后面(负值)

  • ScreenToWorldPoint: 将本地屏幕坐标转换为世界坐标。通常在基于屏幕点击(例如鼠标点击)来确定场景中的具体位置时使用。

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// 获取鼠标点击位置(屏幕坐标)
Vector3 screenPosition = Input.mousePosition;

// 设置一个距离(深度值)
screenPosition.z = 10.0f; // 假设距离摄像机10个单位

// 将屏幕坐标转换为世界坐标
Vector3 worldPosition = Camera.main.ScreenToWorldPoint(screenPosition);

// 使用 worldPosition 在3D世界中做某些操作,比如放置物体
  • Z 值的作用ScreenToWorldPoint 的 Z 值非常重要。它决定了转换的深度,即这个屏幕坐标在 3D 世界中距离摄像机有多远。如果 Z 值太小,结果会在摄像机附近;如果 Z 值太大,结果会在远处的世界位置。ScreenToWorldPoint 用来将屏幕上的 2D 坐标转换为 3D 世界中的点,核心是需要一个 Z 值来确定该点在世界中的深度位置

  • WorldToViewportPoint: 将世界坐标转换为视口坐标。视口坐标通常指的是 (0,0) 到 (1,1) 范围内的相对坐标,常用于与 UI 元素的交互。

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// 获取物体的世界坐标
Vector3 worldPosition = objectTransform.position;

// 将世界坐标转换为视口坐标
Vector3 viewportPosition = Camera.main.WorldToViewportPoint(worldPosition);

// 现在 viewportPosition 是 (X, Y, Z) 值
// X 和 Y 值的范围为 0 到 1,表示相对摄像机视野中的位置
// Z 值表示物体与摄像机之间的距离

视口坐标的 X 和 Y 值可以超出 0 到 1 的范围

  • 这些坐标值是相对的,X 和 Y 超出范围并不意味着物体完全不可见,物体仍然可能部分显示在边缘(视角的原因)。

  • 如果物体的视口坐标的 X 和 Y 值在 (0,0) 到 (1,1) 之间,并且 Z 值为正,则物体在摄像机的视野内;否则物体在视野外或被其他物体遮挡。

  • ViewportToWorldPoint: 将视口坐标转换为世界坐标。这在处理以视口为基础的坐标系转换时很有用,比如在分辨率变化时保持特定 UI 元素的比例。

  • ViewportToScreenPoint: 将视口坐标转换为屏幕坐标。可以帮助从相对的视口坐标系转换到具体像素的屏幕坐标系。

  • 视口坐标系:这是相对的,(0,0) 代表左下角,(1,1) 代表右上角,与屏幕的分辨率无关。

  • 屏幕坐标系:这是绝对的,单位是像素。例如,在 1920x1080 的屏幕上,(1920,1080) 代表屏幕的右上角。

  • 视口超出 0 到 1 的范围 :如果视口坐标的 X 和 Y 值超出了 (0,0) 到 (1,1), 那么屏幕坐标也会相应地超出屏幕范围,代表物体在屏幕之外。

Transform的坐标系方法

Transform 有父物体时,transform.position 表示的是该物体在世界坐标系中的位置

(注:这里的本地,指的是每一个transform组件,都有自己的本地坐标系)

世界转本地

传入世界vector3,然后以本物体的坐标系重新修改,再返回改后 的vector3

  • InverseTransformDirection :将一个方向向量从世界空间转换到本地空间(即局部空间)。这个向量表示的是一个方向,不会受到位移的影响。
  • InverseTransformPoint :将一个点的坐标从世界空间转换到本地空间。这个方法会受到父对象的位置影响。
  • InverseTransformVector :将一个向量从世界空间转换到本地空间。和 InverseTransformDirection 类似,但它不仅仅表示方向,还可以包括缩放。
  • 为毛偏用inverse :"inverse" 通常给人一种"反转"的感觉,但在这里的语境中,它指的是从世界坐标系**"逆转回"到局部坐标系** 的操作。
  • 这个"Inverse " 其实指的是矩阵的逆变换 。在 3D 渲染或游戏开发中,Transform 操作本质上是通过矩阵来进行坐标转换的。对象在世界坐标系中的变换(位置、旋转、缩放)会组成一个变换矩阵,这个矩阵可以把局部坐标转换到世界坐标系。而"逆矩阵"操作则是反过来,将世界坐标系的值转换回局部坐标系。

本地坐标转世界坐标

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Vector3 localDirection = new Vector3(1, 0, 0); // 本地坐标中的向右方向
Vector3 worldDirection = transform.TransformDirection(localDirection); // 转换为世界坐标系的方向

本transform下的坐标传入,转为世界的坐标

  • TransformDirection:将一个本地坐标系下的方向转换到世界坐标系。
  • TransformPoint:将一个本地坐标系下的点的坐标转换到世界坐标系。
  • TransformVector:将一个本地坐标系下的向量转换到世界坐标系。
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// 获取物体的 Transform 组件
Transform objTransform = gameObject.transform;

// 使用 TransformPoint 方法将本地坐标转换为世界坐标
Vector3 worldPosition = objTransform.TransformPoint(localPosition);

// 使用 InverseTransformPoint 方法将世界坐标转换为本地坐标
Vector3 localPosition = objTransform.InverseTransformPoint(worldPosition);

意思是一个Transform,的坐标值,会因为父对象改变而改变,并不完全取决于世界坐标

一个对象的 Transform 通常包括位置(position)、旋转(rotation)和缩放(scale)等属性。

这些属性的值可以分为局部坐标(local coordinates)和世界坐标(world coordinates)两种,五五开。

弧度数值与角度数值

rad弧度。degree角度

角度乘以一个0.几转换成弧度

弧度乘以五十多变成角度

Mathf.Lerp

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public static float Lerp(float a, float b, float t);
  • a:起始值。
  • b:结束值。
  • t:插值因子,取值范围通常为 [0, 1]。当 t=0 时返回 a,当 t=1 时返回 b,如果 t 在 0 和 1 之间,返回 a 和 b 之间的线性插值值。

工作原理:

Lerp 函数的原理是:

result=a+(b−a)×t

t 为 0 时,结果是 a;当 t 为 1 时,结果是 b;而 t 为 0 和 1 之间的值时,结果是 ab 之间的插值。

BaseEventData

  • 统一处理不同事件类型的数据

    • 不同的事件(如鼠标点击、键盘按键、触摸、拖拽)可能需要传递不同的信息。eventData 通过不同的子类(如 PointerEventDataAxisEventData)来封装这些信息,简化了事件系统的处理流程。
    • 这样,所有事件的数据结构就变得一致,方便事件的处理和扩展。
  • 传递事件的详细信息

    • 当你处理用户交互时,除了知道事件发生了 之外,通常你还需要了解事件发生的具体细节 。例如:
      • 用户点击了什么位置?
      • 用户拖拽了哪个对象?
      • 鼠标或触控设备按下的是哪个按钮?
    • eventData 中包含了这些信息,可以让你在事件回调中轻松获取并处理这些数据。

举例说明:

假设你在处理点击事件时,如果只提供一个简单的事件通知,可能只能知道"某个按钮被点击了"。但使用 PointerEventData,你可以得到更多的信息:

  • 点击的对象是什么。
  • 点击的坐标是哪里。
  • 按下的鼠标按钮是哪一个(左键、右键、中键等)。
  • 是否发生了拖拽操作。
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public void OnButtonClick(PointerEventData eventData)
{
    Debug.Log("Clicked at position: " + eventData.position);
}

ugui的RectTransform

unity中的小碎块功能

ugui不允许在同一个物体上挂相同的组件

lambda表达式的简写

()=>{ }

单个参数,且已知类型,可以省括号

仅一条返回语句,不用写return,直接在=>右边写要返回的东西

错误示例:

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错误  Func<int> func = () => return 1;
正确  Func<int> func = () => 1;  // 简写形式,无需 return 关键字
正确  Func<int> func = () =>{  return 1; };// 显式使用 return 关键字

只有一个参数的 Lambda 表达式

单行表达式 : 如果 lambda 表达式仅包含一个表达式,可以省略花括号和 return 关键字

x => x * x 表示一个接受一个参数 x 并返回 x * x

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Func<int, int> square = x => x * x;

多个参数的 Lambda 表达式

(x, y) => x + y 表示一个接受两个参数 xy 并返回它们的和

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Func<int, int, int> add = (x, y) => x + y;

无参数的 Lambda 表达式

不接受参数并执行 Console.WriteLine("Hello, World!")

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Action greet = () => Console.WriteLine("Hello, World!");

块状的 Lambda 表达式

单个参数配块状代码

cs 复制代码
Func<int, int> doubleValue = x =>
{
    int result = x * 2;
    return result;
};

类型推断与显式类型

编译器可以自动推断 lambda 表达式的参数类型

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Func<int, int> increment = x => x + 1;  // 自动推断参数类型为 int

你也可以显式指定参数类型(通常在委托声明时指定)

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Func<int, int> increment = (int x) => x + 1;

Resources.Load<T>()

Resources.LoadAsync<T>()

返回值的问题

这两种泛型资源加载都只有一种返回值,Load是返回T,Loadasync返回ResourceRequest,T在ResourceRequest.asset中体现

Resources.Load<T>():

  • 这个方法会立即加载资源,并返回你指定类型 T 的对象。
  • 你需要手动指定资源的类型,通过泛型参数 T。返回值的类型就是你传入的 T
  • Resources.Load() 还有非泛型的重载,返回值类型是 UnityEngine.Object

Resources.LoadAsync<T>():

  • 这个方法是异步加载资源。加载过程不会阻塞主线程,返回的对象是一个 ResourceRequest,但是其中包含你指定的泛型类型 T
  • 加载完成后,你可以通过 ResourceRequest.asset 访问加载的资源,该资源类型是你指定的 T

泛型的问题

总结:泛型是要自己输入的,用泛型T是为了减少手动类型转换的过程

如果不传入泛型 TResources.Load() 会返回一个通用的 UnityEngine.Object

必须手动将它转换为你期望的类型

cs 复制代码
Object obj = Resources.Load("MyPrefab");  // 返回 UnityEngine.Object
GameObject myPrefab = (GameObject)obj;    // 手动转换

if (obj is GameObject)
{
    GameObject myPrefab = (GameObject)obj;
}

GameObject myPrefab = Resources.Load<GameObject>("MyPrefab");

所以泛型T,要手动传入这个资源的类型,从而省去里面的类型转换

如果泛型填的不对,就执行不了

如果你在泛型中传入了错误的类型(比如试图加载一个 AudioClip 但是传入了 GameObject),不会执行成功 ,返回 null,而不会发生类型转换的错误(InvalidCastException)。这样能在开发过程中帮助你迅速发现错误。

cs 复制代码
AudioClip audioClip = Resources.Load<AudioClip>("MyPrefab");  // 错误:MyPrefab 不是 AudioClip
if (audioClip == null)
{
    // 资源加载失败,因为资源不是 AudioClip 类型
    Debug.Log("Failed to load AudioClip");
}
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