Unity編程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)引-3.3 Transform

每個(gè)游戲?qū)ο?GameObject)，其存在于游戲世界，都有一個(gè)位置、朝向、大小等基本定位信息；其存于Hierarchy面板，也存在與其他GameObject的相對(duì)關(guān)系，如父子關(guān)系、兄弟關(guān)系。Unity中使用Transform來描述和操作這些屬性。
　　Transform的字面理解就是“變換”的意思，所有的GameObject，當(dāng)其被創(chuàng)建完成之后，均自動(dòng)創(chuàng)建了這樣一個(gè)變換組件，你不需要手動(dòng)創(chuàng)建這個(gè)組件，而且無法刪除此組件。
接下來，我們將變換組件的主要屬性和功能一一進(jìn)行解釋。

3.3.1、層次相關(guān)的屬性和方法

層次面板

• childCount：代表當(dāng)前GameObject節(jié)點(diǎn)下方有幾個(gè)子節(jié)點(diǎn)

• hierarchyCount：代表在當(dāng)前GameObject所處的相互關(guān)聯(lián)的樹狀結(jié)構(gòu)中，存在的層次數(shù)目。
  　　相互關(guān)聯(lián)的樹狀結(jié)構(gòu)指的是：以Hierarchy面板中的一個(gè)頂層GameObject作為根節(jié)點(diǎn)出發(fā)的一棵樹。任何一個(gè)GameObject都會(huì)存在于一棵樹中。
  　　可以預(yù)想的是，這個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的hierarchyCount屬性都是相同的。

• hierarchyCapacity：代表當(dāng)前所在的樹的層次容量。就是這棵樹最大可以容納的節(jié)點(diǎn)數(shù)目，從整個(gè)樹中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)訪問此屬性，所獲取的層次容量都是相同的。
  　　這個(gè)參數(shù)是自動(dòng)增長的，即當(dāng)GameObject發(fā)生層次變動(dòng)時(shí)，如果當(dāng)前樹的容量不足，會(huì)自動(dòng)擴(kuò)容。
  　　可以推測出：樹中所有節(jié)點(diǎn)所查詢的結(jié)果實(shí)際來自最頂層節(jié)點(diǎn)的屬性，而當(dāng)層次所發(fā)生變動(dòng)時(shí)，Unity內(nèi)部只需要修改頂層節(jié)點(diǎn)的這個(gè)屬性即可。
  　　需要注意的是，當(dāng)頻繁變化hierarchyCapacity時(shí)，是需要帶來額外的內(nèi)存消耗和性能消耗的，這與List類的內(nèi)存擴(kuò)容是一個(gè)道理。因此，應(yīng)該為頻繁增長的樹的根節(jié)點(diǎn)在一開始就設(shè)置一個(gè)比較大的容量。

• parent：代表當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)，返回一個(gè)Transform對(duì)象。當(dāng)此parent為null時(shí)，就代表自己已經(jīng)是頂層節(jié)點(diǎn)，也即樹狀結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)了。

• root：獲得當(dāng)前樹狀結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點(diǎn)。

• DetachChildren()：分離子節(jié)點(diǎn)，意思就是將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)下方的所有直接子節(jié)點(diǎn)都分離出去，讓他們成為根節(jié)點(diǎn)。有n個(gè)子節(jié)點(diǎn)，將產(chǎn)生n棵新的樹。

• Find(string name)：根據(jù)路徑查找子節(jié)點(diǎn)，雖然這里的參數(shù)在文檔上顯示為name，但是它實(shí)際代表一個(gè)路徑。它可以是"magazine/ammo"這種格式，即可以向著葉節(jié)點(diǎn)深度方向查詢多個(gè)層次，找到目標(biāo)Transform并返回。如果找不到返回空。

• GetChild(int index)：根據(jù)索引index，返回當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的直接子節(jié)點(diǎn)。

• GetSiblingIndex()：獲得當(dāng)前節(jié)點(diǎn)處于其父節(jié)點(diǎn)下的編號(hào)索引，即處于兄弟列表中的Index。

• SetAsFirstSibling()：設(shè)置當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為兄弟節(jié)點(diǎn)列表中的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

• SetAsLastSibling()：設(shè)置當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為兄弟節(jié)點(diǎn)列表中的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

• SetSiblingIndex(int index)：將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)設(shè)置到其兄弟列表中的index位置。

• SetParent(Transform parent, bool worldPositionStays)：設(shè)置當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)，如果worldPositionStays設(shè)置為true，則保持其世界坐標(biāo)下的位置、旋轉(zhuǎn)和縮放。這會(huì)相應(yīng)地修改其局部坐標(biāo)、旋轉(zhuǎn)和縮放信息。（后續(xù)章節(jié)會(huì)涉及到世界和局部坐標(biāo)的概念）

3.3.2、變換相關(guān)的屬性和方法

　　這里所說的變換，就是指所處的位置、旋轉(zhuǎn)（朝向）、縮放（大小）等信息。
　　Unity下的單位是米，比如你新建一個(gè)Cube，那么它默認(rèn)的尺寸是1x1x1的尺寸，那么我們想要設(shè)置這個(gè)Cube到需要的尺寸，只要修改它的Trasform下的Scale三維向量參數(shù)即可，它代表了在1x1x1這個(gè)基礎(chǔ)上所進(jìn)行的縮放。
　　那些從外部導(dǎo)入的三維模型對(duì)象，它本身就帶有一個(gè)局部的坐標(biāo)系，和這個(gè)三維對(duì)象相對(duì)此局部坐標(biāo)系的尺寸和位置。若要修改它的尺寸，則是基于此對(duì)象在其導(dǎo)入的局部坐標(biāo)系中的尺寸和位置為基礎(chǔ)，進(jìn)行相應(yīng)的縮放。
　　由于一棵樹代表了很多個(gè)層次的存在，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均有自己的縮放、旋轉(zhuǎn)、位置等信息。而且子節(jié)點(diǎn)的變換狀態(tài)會(huì)跟隨父節(jié)點(diǎn)變換狀態(tài)的變化而改變，因此Unity中存在局部坐標(biāo)和全局坐標(biāo)的概念。局部坐標(biāo)是指其相對(duì)直接父節(jié)點(diǎn)的變換信息，而全局坐標(biāo)是指當(dāng)前節(jié)點(diǎn)疊加了所有父節(jié)點(diǎn)的累積變換之后的狀態(tài)結(jié)果。
　　接下來詳細(xì)了解變換相關(guān)的屬性和方法。

• Vector3 localPosition：局部坐標(biāo)系下的位置

• Vector3 position：全局坐標(biāo)系下的位置

• Quaternion localRotation：局部坐標(biāo)系下的旋轉(zhuǎn)

• Quaternion rotation：全局坐標(biāo)系下的旋轉(zhuǎn)

• Vector3 localScale：局部坐標(biāo)系下的縮放

• Vector3 lossyScale：全局坐標(biāo)系下的縮放

• Vector3 localEulerAngles：局部坐標(biāo)系下的歐拉角

• Vector3 eulerAngles 全局坐標(biāo)系下的歐拉角

• Vector3 forward：全局坐標(biāo)系下的前方矢量

• Vector3 up：全局坐標(biāo)系下的上方矢量

• Vector3 right：全局坐標(biāo)系下的右方矢量

通過以上屬性看出，都每個(gè)變換屬性都有局部和全局之分。位置和縮放比較容易理解。不過縮放有兩種表現(xiàn)形式，一種是歐拉角，一種是四元數(shù)，實(shí)際上四元數(shù)也就是使用歐拉角在進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于這部分?jǐn)?shù)學(xué)不熟悉的同學(xué)不必緊張，我們不需要詳細(xì)了解四元數(shù)的原理，只要學(xué)會(huì)使用即可。后續(xù)的章節(jié)中我們會(huì)慢慢熟悉四元數(shù)的一些用法，而對(duì)于歐拉角，我們只要簡單知道其概念即可：歐拉角是用相對(duì)Z、X、Y軸旋轉(zhuǎn)一定的度數(shù)來表示旋轉(zhuǎn)的一種方法，請(qǐng)記住它是按照先Z、再X、再Y這個(gè)順序進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的。
　　Unity文檔上講到，如果你對(duì)于歐拉角不是很熟悉，就不要使用它，四元數(shù)可以滿足你的要求了。而實(shí)際上我們對(duì)于簡單一些旋轉(zhuǎn)計(jì)算，使用歐拉角是更方便的，速度也更快，比如，我們只需要某個(gè)物體相對(duì)其父節(jié)點(diǎn)圍繞Ｘ、Ｙ、Ｚ中的單一軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，此時(shí)文檔相對(duì)簡單，我們可以使用歐拉角進(jìn)行處理，稍微復(fù)雜一點(diǎn)的情況，后面的四元數(shù)章節(jié)在做解釋。
　　另外需要注意幾點(diǎn)：
　　1、Vector、Quaternion 都是結(jié)構(gòu)體，通過localRotation、position等以上函數(shù)獲取的結(jié)果都是存在一個(gè)結(jié)構(gòu)體中的，此時(shí)的返回結(jié)果是存在單獨(dú)開辟的新內(nèi)存中的，因此對(duì)其直接修改不能影響其原有數(shù)值，我們必須以localRotation=Vector這種形式對(duì)其賦值，讓其進(jìn)行函數(shù)內(nèi)進(jìn)行實(shí)際賦值操作。
　?。病ransform也是一個(gè)組件，盡管每個(gè)GameObject類中都有transform這個(gè)成員，但其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)依然是getComponent的函數(shù)調(diào)用，而這種函數(shù)調(diào)用是比較耗時(shí)的，考慮到頻繁需要對(duì)Transform進(jìn)行操作，因此，我們應(yīng)該在腳本的初始化過程中獲取一個(gè)Transform引用并保留下來，以便后續(xù)調(diào)用而避免頻繁使用到getComponent。這也是上一節(jié)代碼中我們這樣做的目的。

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