Unity基础之：UnityAPI的学习

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发布时间：2019-06-12

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Quaternion

表示旋转

矩阵 //9个浮点数，数据占用量大，且除了表示旋转外，还表示缩放（（0,0），（1,1），（2,2）点表示x，y，z的三个缩放） //显卡使用

欧拉角 rotation，绕x，y，z轴的旋转量 //给定朝向的表示不惟一，通过限定yaw，roll在+-180度，pitch在+-90度可以解决该问题（pitch，绕右向量旋转，点头；yaw，绕上向量旋转，摇头；roll，绕前方向，转头；常用于飞行模拟） //万向锁如：一个平行于x轴的向量绕y轴旋转-90度，会平行于z轴，此时所有绕z轴的旋转都不再起作用

轴角对 //用旋转轴，旋转角度的对偶表示旋转 //旋转角无唯一

单位四元数：[1,0] 1是标量，0是零向量

四元数的模，4个数的平方和开根

identity ：单位四元数

eulerAngles //返回四元数对应的欧拉角，是一个属性

W,x,y,z w表示转化后的旋转值，x，y，z表示转化后的旋转轴

LookRotation //给定一个方向向量，返回表示该方向旋转的四元数

public static Quaternion LookRotation(Vector3 forward, Vector3 upwards = Vector3.up);

forward：The direction to look in. upwards：The vector that defines in which direction up is.//定义上方向是什么，一般不用改这个

public class ExampleClass : MonoBehaviour{    public Transform target;    void Update()    {        Vector3 relativePos = target.position - transform.position;  //向量代表大小和方向，用target和transtom的向量相减，得到的向量从transform指向target        // the second argument, upwards, defaults to Vector3.up        Quaternion rotation = Quaternion.LookRotation(relativePos, Vector3.up);  //该LookRotaion函数，不改变物体positon的位置，只改变Rotation实现朝向        transform.rotation = rotation;    }}

Angle //计算两个四元数的角度差

public static float Angle(Quaternion a, Quaternion b); //用两个物体的transform的rotation属性计算两个四元数的角度差，和positon没有关系，纯粹就是两个物体rotation属性之间的差值，旋转差值

Euler //根据欧拉角构造四元数

public static Quaternion Euler(float x, float y, float z);

Slerp //角度旋转差值 //不要用Lerp,因为Lerp是线性差值，旋转中一般不用线性相关

public static Quaternion Slerp(Quaternion a, Quaternion b, float t); //和position没有关系，只和物体本身的旋转角度有关系

SlerpUnclamped //可以过冲的角度旋转差值

RotateTowards //旋转指定角度差值，maxDegreesDelta表示一次最大旋转角度

public static Quaternion RotateTowards(Quaternion from, Quaternion to, float maxDegreesDelta)

FromToRotation //计算从一个方向转到另一个方向需要旋转的四元数 //通常使用它来旋转变换

public static Quaternion FromToRotation(Vector3 fromDirection, Vector3 toDirection);

public class Example : MonoBehaviour{    void Update()    {        // Sets the rotation so that the transform's y-axis goes along the z-axis        transform.rotation = Quaternion.FromToRotation(Vector3.up, transform.forward);   //一个物体的前方向是它的Z轴，第一次执行时up和forward之间差90度，此时物体的rotaiton为90（绕x轴旋转90度）；第二次up和forword之间就差了180，此时物体的rotation为180，（在原始位置绕x轴旋转90度，看起来相对前一个状态旋转了又旋转了90度）    }}

AngleAxis //用轴角对，构建一个四元数

public static Quaternion AngleAxis（float angle， Vector3 axis）;

ToAngleAxis //把该四元数转换为轴角对

public void ToAngleAxis(out float angle, out Vector3 axis);

Inverse //反向旋转， //或者从一个旋转坐标系转换转换到另一个旋转坐标系(一般不单独使用旋转坐标系，具体方法例：在原始坐标系中选择个比如45度， Quaternion.Inverse（target.rotation）得到一个反向选择的四元数inv，用inv * gameobject.position就得到了该gameobjec在该选择之后的坐标空间中的位置)

public static Quaternion Inverse(Quaternion rotation);

例： transform.rotation = Quaternion.Inverse(target.rotation);

- // 乘法 //连续旋转，右乘以一个四元数（从左到右依次旋转，不具有交换律） //旋转一个向量右乘一个向量

思考题，如何对一个向量进行连续旋转q，w，e（四元数）

（e（w(q*v）））//记得左乘，四元数与向量相乘的结果为一个向量

平面与射线 Plan & Ray //平面常用于判断其和一个点和射线的关系

平面可以由一个法线n与平面上的任意一个向量p0表示

平面可以由4个值a，b，c，d确定，（a，b，c）表示法线向量n（一个单位向量），d表示常量d（表示从原点到平面最短的距离）

平面上的构造方式：1：法线向量n，平面个上的一点p0，可以计算出d值，并构造出平面 2：平面上的三个点

平面的正面为法线方向

构造：

点法式：public Plane(Vector3 inNormal, Vector3 inPoint);

法线截距式：public Plane(Vector3 inNormal, float d);

三点式：public Plane(Vector3 a, Vector3 b, Vector3 c);

属性：

到原点的距离 distance

翻转之后的平面 flipped

取得平面的法线 normal

public method：

与点的距离： GetDistanceToPoint

点在平面正面还是背面：GetSide

点在平面上的投影：CloestPointOnPlane

判断两个点是否在同一个面上：SameSide

与射线的关系 Raycast

public bool Raycast(Ray ray, out float enter);

返回是否相交；若相交，则enter参数返回射线发出后到平面的距离；若平行，enter = 0；若不相交，则enter参数返回负值（沿射线反方向延长到平面的距离）

翻转平面 Flip

平移平面 Translate

平面的用途：表示平滑的表面（墙，地板）；表示游戏边界（球场的边界，边线）

Ray

要有原点，和一个发射方向

属性：

方向 : direction

原点：origin

构造：

指定一个原点，一个方向

public Ray(Vector3 origin, Vector3 direction);

public methods：

取得沿射线方向延长任意长度后的点：

public Vector3 GetPoint(float distance);

Transform

节点、层级管理

旋转

平移

缩放

坐标变换

// Moves all transform children 10 units upwards!    void Start()    {        foreach (Transform child in transform)  //遍历所有transform的子节点  //实现了IEnumerator的接口        {            child.position += Vector3.up * 10.0f;        }    }

属性：

childCout 子节点的数量

eulerAngles 欧拉角 //在世界坐标系中

localEulerAngles //相对于父节点的选择量

rotation

localRotation

position

localPosition

lossyScale //相对于世界空间的全局缩放

localScale //局部缩放，相对于父节点

parent 父节点

root //不是代表这个场景的根节点，代表这个分支的节点 //所以一般会创建一个GameRoot的节点放入所有的GameObject

hasChanged 节点时候发生了修改

forward 表示物体的前方向 //相对于该物体本身而言，不同于世界坐标系

up 表示物体的上方向

right 表示物体的左方向

localToWorldMatrix 局部到世界 //一般不用矩阵转换，用封装好的Api： TransromPoint/Direction/Vector

worldToLocalMatrix 世界到局部 //一般不用矩阵转换，用封装好的Api： InverseTransformPoint/Direction/Vector

public methods:

DetachChildren //断开所有子节点 //常用于删除父节点，而不影响子节点的情况下 //此时所有子节点被放到场景最上层 //若想放到自己的父节点上需要遍历，并这种child.parent = this.parent;

Find //以当前节点为根，查找子节点 //或者以整个场景为根，查找子节点

GetChild //获取子节点

GetSiblingIndex //返回当前节点在其父节点下的index

IsChildOf //判断是否是谁的Child

SetAsFirstSibling //设置为同级节点的第一个

SetAdLastSibling //设置为同级节点的最后一个

SetSiblingIndex //设置为同级节点的第几个

SetParent //设置一个节点的父节点

public void SetParent(Transform parent, bool worldPositionStays); //worldPositionStays 表示是否保持其世界坐标不变，若为false表示其相对于其父节点的坐标偏移不变

LookAt //物体的position不变，改变rotation，使物体的forward方向看向某一个物体

public void LookAt(Transform target, Vector3 worldUp = Vector3.up);

Rotate // 指定一个欧拉角，以及坐标系，按照该欧拉角进行旋转

public void Rotate(Vector3 eulers, Space relativeTo = Space.Self);

public void Rotate(float xAngle, float yAngle, float zAngle, Space relativeTo = Space.Self);

public void Rotate(Vector3 axis, float angle, Space relativeTo = Space.Self);

RotateAround //以某个点为中心，以经过该点的轴为选择轴，旋转一定的角度 //均为世界坐标系的点和旋转轴

public void RotateAround(Vector3 point, Vector3 axis, float angle);
void Update（）
{

//以20度/秒的速度旋转世界原点周围的物体。
transform.RotateAround（Vector3.zero，Vector3.up，20 * Time.deltaTime）;
}

transform.RotateAround(target.position, vector3.Up, 180 * Time.deltaTime); //绕着某个物体，以世界坐标系y轴为旋转轴转动

transform.RotateAround(target.positon, target.Up, 180*Time.deltaTime); //始终绕着某个物体的Up坐标转动

SetPositonAndRotation //设置Transform组件在世界空间位置和旋转

public void SetPositionAndRotation（Vector3 position， Quaternion rotation）;

Translate //平移

public void Translate(Vector3 translation, Space relativeTo = Space.Self); //默认以自身坐标系为参考

void Update()    {        // Move the object forward along its z axis 1 unit/second.        transform.Translate(Vector3.forward * Time.deltaTime);        // Move the object upward in world space 1 unit/second.        transform.Translate(Vector3.up * Time.deltaTime, Space.World);    }

一个方便的组件：CharacterController 角色控制器，受Collider影响，不受力的影响（Rigidbody） //简单的控制角色，提供move，simpleMove方法移动角色

TransformPoint //把一个点从该局部坐标系，转换为世界坐标系 //注意，返回的位置受比例（缩放）影响

public Vector3 TransformPoint(Vector3 position);

例子：比如说我想把一个物体放到另一个物体的左边两个单位的位置：

this.position = target.transform.TransformPoint(vector3.right * 2);

InverseTransformPoint //把一个点从世界坐标系，转换为该局部坐标系 //注意，返回的位置受比例影响

public Vector3 InverseTransformPoint（Vector3 position）;

例子：判断物体是否在摄像机的前方：

Camera.main.transform.InverseTransformPoint(this.position).z > 0f; 若为ture表示在摄像机的前方，在摄像机坐标系下z轴大于0

TransformDirection // direction从当地空间转变为世界空间。

InverseTransformDirection // direction从世界空间转变为当地空间。

TransformVector //vector从当地空间转变为世界空间。

InverseTransformDirection //vector从世界空间转变为当地空间。

Mesh //绘制一个顶点着色的，支持光照和贴图的三角形

需要一个网格模型，Mesh Filter表示形体

Mesh Renderer负责把三角形经过灯光和贴图处理后的东西画出来

绘制一个三角形： //所有模型都有一个个三角形拼凑而成

void Start()    {        mesh = GetComponent
    
     ().mesh;        //Mesh = Vertices(pos + color + uv) + Indices(那三个顶点构成一个三角形)        //顶点+索引        mesh.vertices = new[] {   //三角形的三个点            new Vector3(-5, -5, 0),            new Vector3(0, 5, 0),            new Vector3(5, -5, 0)        };        mesh.triangles = new[] {  //哪三个点按照什么方式组成三角形            0, 1 , 2        };        mesh.colors = new Color[] {  //顶点着色                new Color(1, 0, 0, 1),                new Color(0, 1, 0, 1),                new Color(0, 0, 1, 1),        };        mesh.uv = new[] {     //顶点贴图，uv值            new Vector2(0, 1),            new Vector2(1,1),            new Vector2(0.5f, 0.5f),        };    }

uv坐标： // 贴图坐标,指定要贴图的顶点的uv坐标 //在Dx下U方向向右，v方向向下 //openGL下U方向向右，v方向向上

画一个三棱锥：

void Start()    {        mesh = GetComponent
    
     ().mesh;        //Mesh = Vertices(pos + color + uv) + Indices(那三个顶点构成一个三角形)        //顶点+索引        mesh.vertices = new[] {            new Vector3(0, 5, 0),            new Vector3(-5, 0, 5),            new Vector3(0, 0, -5),            new Vector3(5, 0, 5),        };        mesh.triangles = new[] {   //每个三角形都有一个平面，只有法线方向的平面才能被看到，每个三角形遵循左手定则，            0, 2,1,   //第一个面法线向右上，左手顺时针选择，0,2,1代表表示该三角形及其法线            0,3,2,            0,1,3,            1,2,3,        };        mesh.colors = new Color[] {                new Color(1, 0, 0, 1),                new Color(0, 1, 0, 1),                new Color(0, 0, 1, 1),                new Color(1,1,0,1),        };        mesh.uv = new[] {       //0点uv（0.5f，0）；  1点uv（0,1）；2点的uv可以把132看成一个新的三角形，3的uv为（1,1），那么此时按照等边三角形的规律2就应为（0.5，2）；            new Vector2( 0.5f, 0),            new Vector2(0,1),            new Vector2(0.5f, 2),            new Vector2(1, 1),        };    }

指定顶点法线：

mesh.normals = new[] {            Vector3.up,            Vector3.left,            Vector3.back,            Vector3.right        };

做一个波纹的效果：//用光照实现

void Update()    {        mesh.normals = new[] {            Vector3.up,            new Vector3(Mathf.Cos(Time.time), 0, Mathf.Sin(Time.time)),            Vector3.back,            Vector3.right        };    }