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Unity映射计算器：使用平面投影

news 2025/9/19 4:04:51

Unity平面映射计算器：MappingCalculate_Plane组件深度解析

概述

MappingCalculate_Plane是一个强大的Unity组件，它能够将3D空间中的任意点投影到指定平面上，并计算出该点在平面局部坐标系中的2D坐标。这个组件非常适合需要将3D位置转换为2D平面坐标的各种应用场景。

效果：

在这里插入图片描述

核心功能

3D到2D的平面投影：将任意参考点投影到定义的平面上
实时坐标转换：自动计算投影点在平面局部坐标系中的(x,y)值
事件通知系统：当投影点位置变化时触发事件
可视化调试：内置编辑器辅助工具，直观显示投影关系

技术实现解析

平面投影算法

核心投影算法在PlanarMapping方法中实现：

public Vector3 PlanarMapping(Vector3 planeCenter, Vector3 currentPoint)
{
    Vector3 normal = transform.up; // 采用自身 transform 的 up 方向作为投影平面法线

    // 1. 将点投影到平面上
    Vector3 projectedPos = currentPoint - Vector3.Dot(currentPoint - planeCenter, normal) * normal;
    
    // 2. 转换为平面局部坐标
    Vector3 localOffset = projectedPos - planeCenter;
    value.x = Vector3.Dot(localOffset, transform.right);   // X轴分量
    value.y = Vector3.Dot(localOffset, transform.forward); // Y轴分量
    
    onValueChanged?.Invoke(value);
    return projectedPos;
}

这个算法分为两个关键步骤：

空间投影：使用向量点积将3D点垂直投影到平面上
坐标转换：将投影点转换为平面局部2D坐标

实时更新机制

组件通过Update和UpdateMapping方法实现自动更新：

private void Update()
{
    UpdateMapping();
}

public void UpdateMapping()
{
    if (referencePoint)
    {
        // 检测参考点位置变化
        if (lastPosition == Vector3.zero)
            lastPosition = referencePoint.transform.position;

        if (referencePoint.transform.position != lastPosition)
        {
            mappedPosition = PlanarMapping(transform.position, referencePoint.position);
        }
        
        lastPosition = referencePoint.transform.position;

        // 更新投影点位置
        if (projectedPoint)
            projectedPoint.position = mappedPosition;
    }
}

编辑器可视化

组件提供了丰富的场景视图可视化工具：

public void OnDrawGizmosSelected()
{
    // 绘制平面网格
    Vector3 planeCenter = transform.position;
    Vector3 right = transform.right;
    Vector3 forward = transform.forward;

    Gizmos.color = Color.black;
    int gridSize = 5;
    float cellSize = 0.1f;

    // 绘制网格线
    for (int i = -gridSize; i <= gridSize; i++)
    {
        // 水平线
        Vector3 startH = planeCenter + right * (i * cellSize) - forward * (gridSize * cellSize);
        Vector3 endH = planeCenter + right * (i * cellSize) + forward * (gridSize * cellSize);
        Gizmos.DrawLine(startH, endH);

        // 垂直线
        Vector3 startV = planeCenter + forward * (i * cellSize) - right * (gridSize * cellSize);
        Vector3 endV = planeCenter + forward * (i * cellSize) + right * (gridSize * cellSize);
        Gizmos.DrawLine(startV, endV);
    }

    // 绘制投影关系
    if (referencePoint)
    {
        Gizmos.color = Color.white;
        Gizmos.DrawLine(referencePoint.position, mappedPosition);
        Gizmos.DrawSphere(mappedPosition, 0.01f);
        Handles.Label(mappedPosition, value.ToString());
    }
}

自定义编辑器扩展

组件还包含了专门的编辑器脚本，增强了场景中的交互体验：

[CustomEditor(typeof(MappingCalculate_Plane))]
public class MappingCalculate_PlaneEditor : Editor
{
    private void OnSceneGUI()
    {
        MappingCalculate_Plane script = (MappingCalculate_Plane)target;

        if (script.referencePoint)
        {
            // 添加可拖动的位置手柄
            EditorGUI.BeginChangeCheck();
            Vector3 newReferencePos = Handles.PositionHandle(script.referencePoint.position, Quaternion.identity);
            if (EditorGUI.EndChangeCheck())
            {
                Undo.RecordObject(script.referencePoint, "Move Reference Point");
                script.referencePoint.position = newReferencePos;
            }

            // 实时更新投影
            script.UpdateMapping();
        }
    }
}

实际应用场景

VR/AR交互：将3D手势位置映射到2D控制平面
游戏UI：在3D空间中创建动态的2D交互区域
建筑可视化：将3D模型位置转换为平面图坐标
动画控制：基于平面坐标控制角色或物体的行为
物理模拟：实现平面约束的运动系统

使用指南

1.将组件添加到GameObject上，该对象的transform定义了投影平面

2.设置referencePoint为需要投影的3D点

3.可选设置projectedPoint来可视化投影结果

4.通过onValueChanged事件监听2D坐标变化

事件系统

组件提供了MappingCalculatePanelEvent事件：

[Serializable]
public class MappingCalculatePanelEvent : UnityEvent<Vector2> { }

[SerializeField]
private MappingCalculatePanelEvent m_OnValueChanged = new MappingCalculatePanelEvent();
public MappingCalculatePanelEvent onValueChanged { 
    get { return m_OnValueChanged; } 
    set { m_OnValueChanged = value; } 
}