关于Transform空间变换

一生的最爱

前言

——首先铺垫一下，在U3D中，场景内能拖来拖去的物体基本都是GameObject这个类下的，UE与之对应的是个叫Actor的类，它们之下也都有关于物体的平移、旋转、缩放的空间变换组件Transform。
——然后U3D和UE的坐标系都是左手系，但U3D是y朝上，UE是z朝上。
——最后是单位长度。U3D的1单位长度对应1米，UE则是100单位长度对应1米。
——下面拿一部分方法来讲解。
UE蓝图

1、平移旋转缩放



——不管平移旋转还是缩放，基本就三类节点：GetXXX是获取；SetXXX是直接设置；AddXXX是基于现有数值进行增量变化，而后两者又分世界坐标与层级中的相对坐标。（左下的三个分量拆分可以右键->Split Struct Pin）
——Sweep和Teleport和物理碰撞啥的有关，暂时先不管。
——上图示例的只是Actor对应的方法，其他类型的组件名称会略有不同，比如StaticMesh的变换如下。


2、绕轴旋转

——我没找到UE有什么一气呵成的API，所以可能要稍微多绕几个弯子。下面先公开旋转中心，旋转轴，旋转半径，旋转速度四个参数。


——因为没有旋转中心和旋转半径相关的参数，所以关于这俩的计算如果需要的话，一定程度上都需要我们手撸一下。具体方法可以参考下面的【其他方式】中的数学过程，起手算了个向量到旋转平面的投影向量，前面的方法就不演示了。（简单来说要先想办法把物体SetActorLocation到旋转平面上，然后才是下面的步骤，否则旋转中心和半径无意义，而只是下面这样单纯照着给定轴来转）
增量旋转——关键节点：RotateVectorAroundAxis


其他方式——也可以通过创建父子层级或者数学解一切来搞。比如下面这样搞了个函数蓝图RotateAround。




3、朝向设置

——首先下面是获取，分别对应x、y、z轴向的世界空间方向。


——然后设置的话目前实验可用的主要一些MakeXXX方法。（图中的FindLookAtRotation也有效果，但因为这个方法应该是只设置了x轴向，相当于MakeRotFromX，所以会有意料之外的“侧翻”）


——当然，上面只是基于向量构造了一套欧拉角，之后还得SetActorRotation。
UE C++

——C++API的方法名和节点中的基本一致，借着代码提示敲一敲试一试就好（所以这就是用英文的好处- -···）。还有种方式是鼠标悬停在节点上，他会显示这个节点引用的哪个方法库。


——因为UE的C++里有很多组件都是指针形式的，所以调方法经常要用【->】（如果不是指针类型那就和C#一样用【.】，如果是调静态或者const之类的东西则是用类名（命名空间）+域运算符【::】，目前大概是这么总结- -）。顺便UE好像习惯变量开头大写。
//移动
Actor->SetActorLocation(FVector(1, 2, 3));//设置绝对世界坐标
Actor->SetActorRelativeLocation(FVector(4, 5, 6));//设置相对父组件的局部坐标
Actor->AddActorWorldOffset(FVector::OneVector);//沿指定向量移动

//旋转
Actor->SetActorRotation(FQuat::Identity);//四元数默认值，实际使用可能需要用到一些向量，欧拉角，四元数互相转换的API
UKismetMathLibrary::RotateAngleAxis(Actor->GetActorLocation(), 90, FVector::UpVector);//即上面蓝图中的RotateVectorAroundAxis节点的原型
//需要#include <Runtime/Engine/Classes/Kismet/KismetMathLibrary.h>才能用

//缩放
Actor->SetActorRelativeScale3D(FVector::OneVector);//设置相对缩放
Actor->SetActorScale3D(2 * FVector::OneVector);//设置绝对缩放

//朝向
FVector X = Actor->GetActorForwardVector();
FVector Y = Actor->GetActorRightVector();
FVector Z = Actor->GetActorUpVector();
UKismetMathLibrary::MakeRotFromXZ(-Actor->GetActorLocation(), FVector::OneVector);//同上面的绕轴旋转
U3D

——功能对照上面的UE C++。
//移动
transform.position = new Vector3(1,2,3);//个人习惯这样直接赋值，改的是【世界坐标】。不能x、y、z单拿出来赋值
transform.localPosition = new Vector3(4,5,6);//改的是【相对Hierarchy中父层级的坐标】
transform.Translate(Vector3.one, Space.World);//沿指定向量移动（可配置坐标空间）

//旋转
transform.rotation = Quaternion.identity;//四元数形式的rotation，不直观，一般不这么用
transform.RotateAround(Vector3.zero, Vector3.up, 10);//以点(0,0,0)为旋转中心，向量(0,1,0)为旋转轴旋转10度。如果还要求在旋转平面上也需要手撸

//缩放
transform.localScale = Vector3.one;//改的是【相对Hierarchy中父层级的缩放】
print(transform.lossyScale);//绝对缩放，但U3D只读不能改

//朝向
transform.right/up/forward;//本地x/y/z轴的世界空间坐标
transform.LookAt(Vector3.zero, new Vector3(1, 1, 1));//让该物体看向(0,0,0)点，同时指定up为(1,1,1)