什么是世界坐标系？

在计算机图形学中，世界坐标系是一种定义三维场景中对象位置和方向的坐标框架。它提供了一个统一的参考点，允许在场景中定位和移动对象。

世界坐标系如何工作？

世界坐标系由三个相互垂直的轴定义：x轴、y轴和z轴。

x轴指向右方。

y轴指向上方。

z轴指向观察者。

这些轴形成一个三维空间，其中所有对象都可以根据它们从原点的距离和方向来定位。原点通常位于场景的中心。

世界坐标系的用途

世界坐标系用于场景的建模、动画和渲染。它允许艺术家和程序员精确地放置和操纵对象，创建逼真的环境。以下是世界坐标系的一些用途：

• 定位对象：将对象放置在特定位置，例如建筑物或角色。
• 定向对象：旋转对象以使其面向特定方向，例如相机或光源。
• 移动对象：沿着一条路径移动对象，例如动画人物或车辆。
• 创建层次结构：通过将对象分组到父对象下，创建对象的层级。

世界坐标系与其他坐标系

除了世界坐标系之外，还有其他用于定义对象位置和方向的坐标系，包括：

• 局部坐标系：与特定对象关联的坐标系，其原点位于对象中心。
• 相机坐标系：与相机关联的坐标系，其x轴指向相机前方，y轴指向相机上方，z轴指向相机右方。
• 屏幕坐标系：与显示设备关联的坐标系，其x轴指向屏幕右侧，y轴指向屏幕底部，z轴指向屏幕外。

这些其他坐标系可以用来转换对象的位置和方向，以适应不同的视角和显示设备。

创建世界坐标系

创建世界坐标系涉及定义x、y和z轴的相对方向。通常，这是通过选择一个正交基来完成的，该基由三个相互垂直的单位向量组成。

一旦定义了正交基，就可以将世界坐标系应用于场景。原点可以放置在任何位置，但通常选择一个方便的位置，例如场景的中心。

世界坐标系是计算机图形学中必不可少的概念。它提供了一个统一的框架来定位和操纵场景中的对象，允许艺术家和程序员创建逼真的三维环境。