前言

网上关于Unity坐标系讲解的不计其数，但真正讲的透彻明白的寥寥无几。作为新手，被Unity这几个坐标系搞的晕头转向，痛定思痛，翻阅多篇博客和帖子，汇总如下，希望给后来者提供些帮助，同时也勉励自己在IT行业走的更高更远。
如有不足之处，还望海涵，不吝批评指教，评论留言，共同进步。

Unity中经常用到的坐标系有4个，分别为世界坐标系，屏幕坐标系，视口坐标系和GUI坐标系

坐标系综述

1、世界坐标系

表示实际场景中的模型或UI元素物理位置，模型的话，就是其固有组件Transform中显示的position【父物体坐标不归零的除外】；UI元素则很少使用世界坐标去表示，主要用RectTransform表示，涉及锚点、轴心点，自行百度。

2、屏幕坐标系

所有UI或模型渲染出现在屏幕里才有意义，屏幕中显现的位置信息构成屏幕坐标系。屏幕坐标系为三维坐标系，但显示屏是二维平面的，（x,y）表示位置信息，屏幕左下角为（0,0）点【原点】，右上角为（Screen.宽度，Screen高度），以1920*1080的屏幕分辨率为例，右上角为（1920,1080），超出视野之外依然有数值，只是不显示在Game窗口中。z值表示深度，坐标系转换时细讲。
模型的屏幕坐标：（x，y）用分辨率宽高表示，z=模型pos.z-（摄像机pos.z）;
UI元素的屏幕坐标：同上。
输入的鼠标位置和触摸位置，其屏幕坐标为横纵由分辨率表示，z值默认为0.

3、视口坐标系

做分屏界面时用到（赛车游戏后视镜看到的画面渲染在一个独立的窗口，这里称之为视口） 。与屏幕坐标系雷同，但略有区别。最小值（0,0）点为摄像机视野左下角，最大值（1,1）在摄像机视野右上角。z值后面坐标系转换时细讲。

4、GUI坐标系

Untiy老版UI界面，纯二维坐标系。数值类型与屏幕坐标系一样，用分辨率宽高表示。不同的是（0,0）点为左上角，（Screen.宽度，Screen高度）为右下角。【真的不常用，打脸了】

常见函数 【zInfo：深度信息】
//1.屏幕转世界坐标
Vector3 Camera.main.ScreenToWorldPoint(new Vector3(screenPos.x , screenPos.y , zInfo));
//2.世界转屏幕坐标
Vector3 Camera.main.WorldToScreenPoint(new Vector3(worldPos.x , worldPos.y , worldPos.z));
//3.世界转视口坐标
Vector3 Camera.main.WorldToViewportPoint();
//4.视口转世界坐标
Vector3 Camera.main.ViewportToWorldPoint(new Vector3(viewPortPos.x , viewPortPos.y , zInfo));
//5.视口转屏幕坐标
Vector3 Camera.main.ViewportToScreenPoint();
//6.屏幕转视口坐标
Vector3 Camera.main.ScreenToViewportPoint();

详解

以下讲解以发布平台为PC端为例，屏幕分辨率为1920-1080，Canvas Mode为Screen Space-Camera

屏幕坐标<—>世界坐标

WorldToScreenPoint函数
接收一个世界空间下的位置信息，然后返回其所在的屏幕空间信息，x，y表示位置信息，z表示其相对于摄像机的深度信息。该深度信息由世界空间下摄像机和输入位置的z值来决定。
例子：摄像机的位置为(0.0, 0.0 , -10.0),输入的位置为(0.0,0.0,1.0)。则返回的结果为（960.0,540.0，11）【(screen.width/2 , screen.height/2 , 1-(-10))】【摄像机指向z方向，默认坐标为（0.0, 0.0 , -10.0）】

ScreenToWorldPoint函数
与WorldToScreenPoint相反，输入屏幕坐标及深度信息，返回其世界坐标位置。
需要注意的是，通常我们使用的Input.mousePosition是没有深度信息的，默认其z值为0，同理还有触摸touch形式的。类比理解：投影仪和幕布。幕布相当于屏幕，是二维平面，只有x，y位置信息；投影仪相当于摄像机，z值就如同投影仪到幕布的距离，只有知道z值才能将幕布上的点转换到三维世界坐标系中。

例子1：

      public Vector3 myscreenToworld(Vector3 mousepos,Transform targetTransform) 
      {
        //先计算相机到目标的向量
        Vector3 dir = targetTransform.position - Camera.main.transform.position;
        //计算投影
        Vector3 normardir = Vector3.Project(dir, Camera.main.transform.forward);
        //计算是节点，需要知道处置屏幕的投影距离
        Vector3 worldpos = Camera.main.ScreenToWorldPoint(
        new Vector3(mousepos.x,
                   mousepos.y,
                   normardir.magnitude)
                                                         );
        return worldpos;
       }

例子2

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

//点击鼠标左键拖拽物体
public class DrageObj : MonoBehaviour
{
    private Vector3 TargetScreenSpace;// 目标物体的屏幕空间坐标
    private Vector3 TargetWorldSpace;// 目标物体的世界空间坐标

    private Vector3 MouseScreenSpace;// 鼠标的屏幕空间坐标
    private Vector3 OffsetDis;// 世界空间距离偏移量

    void Awake()
    { 



    }

    IEnumerator OnMouseDown()

    {

        // 把目标物体的世界空间坐标转换到它自身的屏幕空间坐标 
        TargetScreenSpace = Camera.main.WorldToScreenPoint(transform.position);

        // 存储鼠标的屏幕空间坐标（Z值使用目标物体的屏幕空间坐标） 
        MouseScreenSpace = new Vector3(Input.mousePosition.x, Input.mousePosition.y, TargetScreenSpace.z);

        // 计算目标物体与鼠标物体在世界空间中的偏移量 
        OffsetDis = transform.position - Camera.main.ScreenToWorldPoint(MouseScreenSpace);

        // 鼠标左键按下 
        while (Input.GetMouseButton(0))
        {

            // 存储鼠标的屏幕空间坐标（Z值使用目标物体的屏幕空间坐标）
            MouseScreenSpace = new Vector3(Input.mousePosition.x, Input.mousePosition.y, TargetScreenSpace.z);

            // 把鼠标的屏幕空间坐标转换到世界空间坐标（Z值使用目标物体的屏幕空间坐标），加上偏移量，以此作为目标物体的世界空间坐标
            TargetWorldSpace = Camera.main.ScreenToWorldPoint(MouseScreenSpace) + OffsetDis;

            // 更新目标物体的世界空间坐标 
            transform.position = TargetWorldSpace;

            // 等待固定更新 
            yield return new WaitForFixedUpdate();
        }
    }

}

视口坐标<—>世界坐标

WorldToViewportPoint：
输入世界坐标，返回的是对应的点所在的视口位置信息，当然以及其相对于摄像机的深度信息(距离)深度信息与同一摄像机下的屏幕坐标系的深度信息相同。
ViewportToWorldPoint：
输入视口坐标（记得对应的深度信息），返回点所在的世界坐标

例子：2D游戏 角色始终在视口范围内，不能越过四周边界

public float leftBorder;
public float rightBorder;
public float topBorder;
public float bottomBorder;

....

Vector3 leftBtm_cornerPos = Camera.main.ViewportToWorldPoint(new Vector3(0f, 0f,
            Mathf.Abs(-Camera.main.transform.position.z))); //这里的z轴在正交视图下意义不大
Vector3 rightTop_cornerPos = Camera.main.ViewportToWorldPoint(new Vector3(1f, 1f,
            Mathf.Abs(-Camera.main.transform.position.z)));
....

leftBorder = leftBtm_cornerPos.x;
rightBorder = rightTop_cornerPos.x;
topBorder = rightTop_cornerPos.y;
bottomBorder = leftBtm_cornerPos.y;

....

if (pos.x <= leftBorder)
{
    pos.x = leftBorder;
}
else if (pos.x >= rightBorde
{
    pos.x = rightBorder;
}

if (pos.y <= bottomBorder)
{
    pos.y = bottomBorder;
}
else if (pos.y >= topBorder)
{
    pos.y = topBorder;
}

视口坐标<—>屏幕坐标

前提：知道屏幕分辨率
ViewportToScreenPoint函数
乘法：视口位置坐标 * 宽高分辨率===>屏幕坐标位置信息
视口坐标深度信息=屏幕坐标深度信息（视口pos.z=屏幕pos.z）

ScreenToViewportPoint函数
反向运算
除法：屏幕位置坐标/宽高分辨率===>视口坐标位置信息
视口坐标深度信息=屏幕坐标深度信息（视口pos.z=屏幕pos.z）