2.3　变换

至此，你已经学习并且探索了不同的坐标系统，并且试验了一些游戏对象，现在应该把它们二者融合起来。在处理3D对象时，经常会听到变换（Transform）这个术语。根据上下文的不同，变换可以是一个名词或动词。3D空间里的所有对象都具有位置（Position）、旋转（Rotation）和缩放（Scale）。如果把它们都结合起来，就会得到对象的变换（名词）。此外，如果变换指的是更改对象的位置、旋转或缩放，那它就可以是一个动词。Unity把变换的两种含义与Transform组件结合起来。

Transform组件是唯一一个每个游戏对象都必须具有的组件，每个空游戏对象都有Transform组件。使用这个组件，可以查看对象的当前变换并改变（或变换）对象的变换。现在听着可能会令人疑惑，但它相当简单，要不了多久你就会了解它。由于变换由位置、旋转和缩放组成，改变变换就分别对应于移动、旋转和缩放这3种方法［这3种方法也被称为变换（Transformations）］。这些变换可以使用检查器视图或变换工具实现。图2.4和图2.5显示了哪些检查器视图组件或工具与哪些变换相关联。

图2.4　检查器视图中的变换选择

图2.5　变换工具

提示　在使用矩形前

矩形（Rect，Rectangle的缩写）这个概念常在2D游戏中被使用，比如说，对图片精灵（Sprite）这样的2D对象来说，矩形工具就像3D对象的变换工具，用来控制其位置、旋转和缩放（在图2.5中可以查看矩形工具的位置）。另外，Unity中用户界面（User Interface，UI）对象的变换通过一个叫Rect Transform（矩形变换）的组件来完成，第14章“用户界面”中将更细致地介绍这些内容；而现在，我们只需要知道Rect Transform组件就是普通移动对应的2D版，只针对UI对象使用。

2.3.1　移动

在3D系统中，改变对象的坐标位置的过程被称为移动，这是可以应用于对象的最简单的一种变换。在移动一个对象时，它将沿着一条轴移动。图2.6演示了一个沿着x轴移动的正方形。

图2.6　移动示例

当你选用了移动工具（快捷键：W）时，任何所选的对象在场景视图中都将稍有改变，更确切地讲，你将会看到3个箭头，它们沿着3根轴从对象的中心指向外面。这些是移动工具句柄，它们有助于你在场景中四处移动对象。单击并长按其中任何一个轴箭头会把它变成黄色，如果同时移动鼠标，对象将沿着那根轴移动。图2.7展示了移动工具句柄的样子。注意，这个句柄只会出现在场景视图中。

图2.7　移动工具句柄

提示　Transform组件和变换工具

Unity提供了两种方式来管理对象的变换，知道何时使用哪种方式很重要。用变换工具在场景视图中改变对象的变换时，变换数据也会在检查器视图中改变。在检查器视图中执行对象的较大变换会更容易，因为可以直接把对应值更改为目标值。不过，变换工具对于快速、较小的改变更有用。交叉使用这两种方式可以极大地改进工作流程。

2.3.2　旋转

旋转一个对象并不会在空间中移动它，但它会改变对象与那个空间的关系。简单来说，旋转能重新定义x轴、y轴和z轴对特定对象而言指向的是哪个方向。图2.8所示的是一个围绕z轴旋转的正方形。

图2.8　绕z轴旋转

提示　确定旋转轴

如果你不确定需要围绕哪根轴旋转对象来获得想要的效果，可以试试一种简单的方法：一次围绕一根轴旋转，假设对象被与那根轴平行的针固定在了某个位置，对象只能围绕固定它的针旋转，然后，确定哪根针让对象以你想要的方式旋转，它就是你所需要的轴。

就像变换工具一样，选择旋转工具（快捷键：E）会让旋转工具句柄出现在对象周围。这些句柄以圆形的形式呈现，分别对应对象围绕不同轴的旋转路径，单击并拖动其中任何一个圆形会将其变成黄色，并围绕那根轴旋转对象。图2.9展示了旋转工具句柄的样子。

图2.9　旋转工具句柄

2.3.3　缩放

缩放是在3D空间内扩展或收缩特定对象，这种变换在使用时会比较直观和简单。在任意轴上缩放一个对象都将改变它在那根轴上的尺寸。图2.10所示为在x轴和y轴上缩小一个正方形。图2.11显示了选择缩放工具（快捷键：R）时缩放工具句柄的样子。

图2.10　在x轴和y轴上缩放

图2.11　缩放工具句柄

2.3.4　变换的风险

如前所述，变换使用的是局部坐标系统。因此，此时所做的改变有可能会影响之后的变换，如图2.12所示，你可以发现当以相反的顺序应用两种相同的变换时，将获得两种不同的效果。

图2.12　不同变换顺序的效果

如你所见，不注意变换顺序将会导致一些意料之外的结果。幸运的是，你可以根据变换的一些一致性效果来决定具体的操作步骤。

　移动：移动是一种惰性相当强的变换，这意味着在它之后的任何改变一般不会受它影响。

　旋转：旋转将改变局部坐标系统的轴的方向，对象在旋转之后将沿着新的轴向移动。举例来说，如果你围绕z轴把对象旋转了180°，然后将其沿着y轴正方向移动，对象将向下（而不是向上）移动。

　缩放：缩放实际上改变了局部坐标栅格（Grid）的大小。事实上，当你放大一个对象时，放大的是其局部坐标系统，这就让对象看起来是扩大了的，而这种改变是具有乘法效应的。例如，把一个对象缩放到1（它的默认大小），然后沿着x轴向右移动5个单位，对象将向右移动5个单位；但如果把同一个对象缩放到2，然后在x轴上向右移动5个单位，对象将向右移动10个单位。这是由于局部坐标系统的大小翻了一倍（2×5=10）；相反，如果把对象缩放到0.5然后移动5个单位，它只会移动2.5个单位（0.5×5=2.5）。

一旦理解了这些规则，就很容易确定一组变换将如何改变一个对象，而你选择的是局部坐标还是世界坐标，将影响这些变换的结果，所以最好先试验看看。

提示　一键使用多工具

工具栏中最后一个场景工具是组合工具（快捷键：Y），这个工具让你能同时进行移动、旋转或缩放一个3D对象。

2.3.5　工具句柄位置

对新手而言，由于不知道工具句柄（Gizmos）的显示选项是用来干什么的，会感到疑惑。事实上，这个选项是用来控制场景视图中变换工具句柄的位置和对齐方向的。在图2.13中可以对比看出选择局部或世界坐标空间后，移动工具句柄的对齐方向是如何改变的。

图2.13　局部或世界坐标下的工具句柄

另外，在图2.14中可以看到选择多个物体后句柄的位置变化。当选择了轴心选项时，句柄的中心将位于第一个被选择对象的中心；如果选择的是中心选项，句柄将处于所有选中对象的中心。

一般来说，保持轴心及局部的句柄选择，能避免一些问题，也能简化Unity的使用过程。

图2.14　轴心或中心选项下的句柄位置

2.3.6　变换或嵌套对象

在第1章“Unity简介”中，你已经学会了如何在层级视图中嵌套游戏对象（将一个对象拖动到另一个对象中）。当已有这样一个嵌套结构时，一级的对象是父对象，另一个则是子对象。对父对象而言，各种变换的应用都如前文所介绍的那样，可以移动、缩放或旋转。子对象的变换结果会有所不同，嵌套之后，子对象的变换是相对于父对象来进行的，而不是世界坐标系统，因此，一个子对象的位置不是根据其与原点的距离来决定的，而是根据其与父对象的距离来决定。如果父对象旋转了，子对象将随其一起旋转，如果此时查看子对象的旋转数据的话，会发现它并没有显示已旋转；缩放变换也是如此，子对象将跟随父对象一起缩放，但同时子对象本身的大小并没有改变。或许有些难以理解，但记住，当一个变换被应用时，它是被对象的坐标系统所应用而不是被对象所应用，对象并没有旋转，而是其坐标系统旋转了，只不过看起来是对象发生了旋转。而子对象的坐标系统是基于父对象的局部坐标系统的，因此父系统的任何改变都直接作用于子系统（而子系统根本不知道）。