Unity - ワールド座標、ローカル座標、スクリーン座標、ビューポート座標

初めに

　Unity でのオブジェクトの位置の表し方には、ワールド座標、ローカル座標、スクリーン座標、ビューポート座標の４つの表し方があります。本記事では、４つの座標とその変換の仕方を説明していきます。

Index

ワールド座標・ローカル座標

ワールド座標とは

　ワールド座標とは、

原点(0, 0, 0) を基準とした３次元空間での座標系

です。親オブジェクトのないオブジェクトの Transform.position（位置）はワールド座標で表されています。

　軸の向きは Scene ビューで確認することができます。

スクリプトからワールド座標を操作する

　ワールド座標をスクリプトから操作する場合は transform.position を使います。

（例）

//ワールド座標の取得
Vector3 vec = this.transform.position;

//ワールド座標の変更
this.transform.position = new Vector3(1, 2, 3);

ローカル座標とは

　ローカル座標とは、

親オブジェクトを基準とする座標系

です。
　原点は親オブジェクトの位置になります。そのため、子オブジェクトの Transform.position は親オブジェクトの位置を (0, 0, 0) としています。また、親オブジェクトが回転していたら、子オブジェクトの Transform.Rotate が (0, 0, 0) の場合でもワールド座標で見ると親オブジェクトと同じだけ回転しています。

スクリプトからローカル座標を操作する

　スクリプトからローカル座標を操作するには、transform.localPosition を使います。

（例）

//ローカル座標の取得
Vector3 vec = this.transform.localPosition;

//ローカル座標の変更
this.transform.localPosition = new Vector3(1, 2, 3);

ワールド座標とローカル座標を変換する

　ローカル座標からワールド座標へ、ワールド座標からローカル座標への変換はそれぞれ Transform.TransformPoint、Transform.InverseTransformPoint を用います。

//ローカル座標からワールド座標への変換
public Vector3 TransformPoint (Vector3 position);

//ワールド座標からローカル座標への変換
public Vector3 InverseTransformPoint (Vector3 position);

スクリーン座標・ビューポート座標

スクリーン座標とは

　スクリーン座標とは、

カメラが表示している範囲を表す座標

です。画面は平面なので、２次元になります。

　左下を (0, 0) とし、右上を (pixelWidth, pixelHeight) としています。解像度が (640, 480) の場合、pixelWidth = 640、pixelHeight = 480 となります。

ビューポート座標とは

　ビューポート座標とは、

スクリーン座標の値を 0 ～ 1 に正規化したもの

です。左下を原点とし、横幅、縦幅をそれぞれ 1 として考えた場合の座標となります。

スクリーン座標とビューポート座標を変換する

　スクリーン座標とビューポート座標を変換するには、Camera.ScreenToViewportPoint、Camera.ViewportToScreenPoint を使います。

//スクリーン座標からビューポート座標への変換
public Vector3 ScreenToViewportPoint (Vector3 position);

//ビューポート座標からスクリーン座標への変換
public Vector3 ViewportToScreenPoint (Vector3 position);

（例）

//現在のマウスの位置をスクリーン座標で取得し、ビューポート座標に変換
transform.position = Camera.main.ScreenToViewportPoint(Input.mousePosition);

//ビューポート座標をスクリーン座標に変換
var origin = Camera.main.ViewportToScreenPoint(new Vector3(0.25f, 0.1f, 0));

ワールド座標とスクリーン座標・ビューポート座標を変換する

　ワールド座標とスクリーン座標・ビューポート座標の変換には Camera.WorldToScreenPoint、Camera.WorldToViewportPoint、Camera.ScreenToWorldPoint、Camera.ViewportToWorldPoint を使います。

//ワールド座標からスクリーン座標への変換
public Vector3 WorldToScreenPoint (Vector3 position);

//ワールド座標からビューポート座標への変換
public Vector3 WorldToViewportPoint (Vector3 position);

//スクリーン座標からワールド座標への変換
public Vector3 ScreenToWorldPoint (Vector3 position);

//ビューポート座標からワールド座標への変換
public Vector3 ViewportToWorldPoint (Vector3 position);

参考

docs.unity3d.com
docs.unity3d.com
docs.unity3d.com
docs.unity3d.com
docs.unity3d.com
docs.unity3d.com
docs.unity3d.com

最後に

• ワールド座標は原点を基準として３次元空間での座標系
• ローカル座標は親オブジェクトを基準とし、親オブジェクトの位置を原点とする座標系
• スクリーン座標は左下を (0, 0)、右上を (pixelWidth, pixelHeight) とする座標系
• ビューポート座標はスクリーン座標の縦軸と横軸を正規化した座標系
• スクリプトから変換できる