Unity的实时绘制与坐标转换总结
最近在搞有关Unity的交互和线路绘制的问题，在这里总结一下。
比如说：我们需要在屏幕上用鼠标拖动，然后屏幕上面会根据我们的动作动态绘制出线路，可以是直线，点，或者抛物线等等。这里主要的问题有两个，第一：是采用什么方法来绘制，第二，采用什么坐标来绘制。
首先我们绘制一根线（或者点集）的话，线的绘制可以采用的方式有：
1.LineRender,
2.NGUI绘制
3.直接使用Unity内置的基本几何图形（cube ，sphere等）做点集合，
4.使用GL这个底层库等等方式。
根据不同的绘制方式，我们需要搞清楚它们所使用的坐标，这里是个很重要的问题，涉及多种坐标的转换问题，Unity本身有这么几种坐标：
1.世界坐标：普通三维世界使用,原点在屏幕中间，比如说：XXobject.transform.position
2.屏幕坐标：鼠标使用(移动平台的手指触控也是)，和屏幕分辨率有关，原点在屏幕左下角，如：Input.mousePosition
3.投影坐标：和摄像机投影变换有关，用户使用比较少
4.GUI坐标，Unity内置GUI使用，单位是像素和屏幕坐标一样，但是原点在左上角
下面说说具体使用的方式：
使用LineRenderer :
如果说我们选择绘制线路的方式是LineRender,由于其使用的是世界坐标，假如说我们要实现在屏幕上面点一下，然后就在那个点放置我们的小球。那么我们的步骤大致是：1.捕获鼠标点击的时候的屏幕坐标，2.把屏幕坐标转换为世界坐标。3.把世界坐标赋值给小球。
1. 获取鼠标的屏幕坐标的方法是Vector pos = Input.mousePosition,
2.坐标转换的方法是Camera.main.ScreenToWorldPoint(pos), 但是！，这里有一个非常重要的点要注意，就是由于鼠标的坐标是2d（屏幕坐标），z轴是有问题的，因为屏幕上面的一点对应的的是空间上面的一条射线（如下图，透视投影和正交投影）。
无论是透视投影还是正交投影。所以直接转换过去的世界坐标是很有问题的，z轴不对。经过实践，Unity里面的Camera.main.ScreenToWorld方法，并不会直接能把获取到的屏幕坐标（如：Vector3 A）转成正确的世界坐标。这里我们要先在转成世界坐标之前给它的z轴赋一个有意义的值。如果转换之后再赋值会出错的。你们可以简单的把pos.z = 1;这样赋予正确的值。这里介绍我的做法：由于我知道了我的点的z轴坐标需要和起点一致，所以我先取得起点的世界坐标（如Vector3 B =_vecStart ），转成屏幕坐标Vector C = Camera.main.ScreenToWorldPoint(B)，再拿出z轴赋给我们要处理的坐标（A.z= C.z）,这样A转换过后的z轴和起点_vecStart一致了。此时A的三个坐标的是有意义的，这时对A进行转换才能达到我们的预期。
坐标的转换才是关键，做完了转换的话，直接赋值给绘制的方法就好了，LineRender的具体使用方法是：
LineRenderer _lineRenderer;
_lineRenderer = gameObject.GetComponent<LineRenderer>();// 需要在控件上挂LineRenderer组件，在这里取得引用
_lineRenderer.SetWidth(0.3f, 0.3f); //设置起点和终点的线框大小
_lineRenderer.SetVertexCount(10); //设置点的个数
_lineRenderer.useWorldSpace = true; // 使用世界坐标
for (int j = 0; j < 10; j++) //指点每个点的坐标，世界坐标，j是点的编号，从零开始
{_lineRenderer.SetPosition(j, new Vector3(0, 0, 0));
}
另外，在inspector面板，还可以可视化的指定材质，点的个数，等等。材质可以设成颜色，这样不太美观(如左下图)，设贴图的话在比较段的线还不错，如果设置的点数比较多的话，采用贴图很有问题，贴图被拉伸。如果要绘制长线的话只能采取多个LineRenderer，首尾连接,这样又会变得非常的麻烦。
使用NGUI ：
采取NGUI这个比较成熟的插件的话，绘制点线的话，图元的制作会变得非常的简单，主要问题是坐标的问题。由于NGUI采用的是却别于Unity的几大坐标，使用自己独有的一套坐标，因此需要在进行一次转换，至于Unity和NGUI的对接点在屏幕坐标，因为NGUI的几个转换坐标的方法中ScreenToWorldPoint(vecTempScreen)这个方法很像Unity 的那个，这里转换后的世界坐标是NGUI的世界坐标，转换前的屏幕坐标就是Unity的屏幕坐标，所以可以用屏幕坐标变中介。
好了，具体的做法是这样子的，如果是Unity的场景中一个物体Cube,要把它的世界坐标转成NGUI坐标，我们可以这么做：
Vector3 pos = Cube.transform.position;
Vector3 posScreen = Camera.main.WorldToScreenPoint(pos); //这里的Camera.main指的是世界坐标场景中的摄像机
Vector posNgui = UICamera.currentCamera.ScreenToWorldPoint(posScreen); //这里的currentCamera指的是NGUI场景中的摄像机，一般在UIRoot的子节点下
左下图为上面代码中的摄像机参数的可视化显示，中下图为运行效果，右下图为NGUI的坐标和世界坐标的对比（白色为世界坐标，红框里面为NGUI内容）
这里要提一点，有时候Unity会提示 UICamera.currentCamera取不到实例，这个极有可能是场景中有好几台摄像机（最基本的世界场景一台，NGUI一台，背景和背包各用一台摄像机是很正常的，所以场景中的摄像机比较多的情况下，UICamera.currentCamera取不到我们想要的那台摄像机，所以自己直接找到那台拖拽赋值是最保险的），我们可以自己定义一个变量public Camera NguiCurrentCamera，直接在Inspector界面中把UIRoot中的摄像机拖给它，这样不会为空了。这么使用就可以NguiCurrentCamera.ScreenToWorldPoint(posScreen);接下来，就可以直接把posNgui赋值给NGUI的图元的坐标了，比如说：NGUIGameObject.transform.position = posNgui.
注意：
如果是直接获取屏幕坐标（比如说鼠标点击），转为NGUI世界坐标，我们很容易想到直接把上面的步骤拿来用，忽略第一步即可，思路是这样的。但是不要忘记，还是那个问题，屏幕坐标的Z轴是有问题的，所以应该先把Z轴赋予正确的值，比如说1，再进行转换：
Vector3 posScreen = Input.mousePosition;
posScreen.z = 1;
Vector posNgui= UICamera.currentCamera.ScreenToWorldPoint(posScreen);
这样posNgui就可以使用了。
另外提一点，由于世界坐标相对来说比较小，不像屏幕那样1360*768这种，可能一个场景中的边界的距离就是30-60左右，所以计算的时候要注意误差问题。
使用GL：
GL是Unity里面的一个底层的图形库，其实是GL立即绘制函数 只用当前material的设置。因此除非你显示指定mat,否则mat可以是任何材质。并且GL可能会改变材质。
GL是立即执行的，如果你在Update（）里调用，它们将在相机渲染前执行，相机渲染将会清空屏幕，GL效果将无法看到。通常GL用法是，在camera上贴脚本，并在OnPostRender()里执行。
注意:
1.GL的线等基本图元并没有uv. 所有是没有贴图纹理影射的，shader里仅仅做的是单色计算或者对之前的影像加以处理。所以GL的图形不怎么美观，如果需要炫丽效果不推荐
2.GL所使用的shader里必须有Cull off指令，否则显示会变成如下
使用GL的一般步骤是：
这是官方的一个例子，小作修改
public Vector3[] _GLPos; //我们要绘制的点
public IsDraw3D = true; //3d或者2d绘制
static Material lineMaterial;
static void CreateLineMaterial()
{
if (!lineMaterial)
{
lineMaterial = new Material("Shader "Lines/Colored Blended" {" +
"SubShader { Pass { " +
" Blend SrcAlpha OneMinusSrcAlpha " +
" ZWrite Off Cull Off Fog { Mode Off } " +
" BindChannels {" +
" Bind "vertex", vertex Bind "color", color }" +
"} } }");
lineMaterial.hideFlags = HideFlags.HideAndDontSave;
lineMaterial.shader.hideFlags = HideFlags.HideAndDontSave;
}
}
void OnPostRender()
{
float axisZ = Camera.main.transform.position.z;
CreateLineMaterial();
lineMaterial.SetPass(0);
if (!IsDraw3D)
{
GL.LoadOrtho();
}
GL.Begin(GL.LINES);
GL.Color(new Color(1, 1, 1));
for (int i = 0; i < _GLPos.Length; i++)
{
GL.Vertex(_GLPos[i]);
}
GL.End();
}
这其实是官方文档的一个例子，我进行了一些小小的修改，上面是部分摘录，脚本挂在摄像机中，在OnPostRender中的代码有些可能看起来很熟悉，没错，在window编程中我们绘制的时候也是类似于这种写法，底层使用的是状态机，设置各种绘制属性（java,windows,or mfc甚至是directx,设置画刷颜色，线框等），在下一次改变之前都是使用前一次设置的属性。其实使用的方法不难，但是这里有一个关键点：
GL.LoadOrtho();
这个方法的意思是使用设置ortho perspective，即水平视角。范围(0,0,-1) to (1,1,100). （还是坐标问题）主要用于在纯2D里绘制图元。GL.Vertex3（）的取值范围从左下角的(0,0,0) 至右上角的（1,1,0），所以我们如果设置了这个东西，那么我们的代码要这么写：
假如我们要使用vecTemp这个世界坐标赋值给
坐标转换就不多说了。世界坐标转屏幕坐标，在缩放到0-1的范围
Vector3 posGL = Camera.main.WorldToScreenPoint(vecTemp);
posGL = new Vector3(posGL.x / Screen.width, posGL.y / Screen.height, 0);
_GLPos[i] = posGL;
我们要把坐标限制在范围(0,0,-1) to (1,1,100)内就需要进行相应的缩放，很明显，vecTemp是屏幕坐标了
如果没有调用 GL.LoadOrtho();那就是使用普通世界坐标了
_GLPos[i] = new Vector3(vecTemp.x, vecTemp.y, 0);
下面来看看，是否使用GL.LoadOrtho();的不同效果，可以看出感觉是一样的，但是坐标其实不一样，图1 数值x,y轴的范围始终在0-1之间，图2，会比1大
图一
图二
使用Unity的内置几何体
在绘制点线的时候，如果可以的话，其实可以直接使用Unity的内置几何体，如Cube，Sphere这些直接拿来用，坐标使用的就是普通的世界坐标，比LineRenderer有时候更加简单方便。可以使用如Sphere制作一个自己满意的点，做成预制体，动态加载进场景中，数量我们根据自己的需求定。然后根据我们的具体情况设置世界坐标即可。
