Unity中Transform逻辑实现及线程模拟父节点设置的坐标转换疑问

设置父节点时更新local属性的逻辑 #

给虚拟Transform换父节点的核心是让它在世界空间里的位置、旋转、缩放保持不变，然后反推相对于新父节点的local属性，步骤如下：

• 先算出当前虚拟Transform的世界空间属性：如果之前没父节点，世界属性就是local属性；如果有旧父节点，用旧父的世界变换矩阵把当前local属性转成世界属性。
• 算出新父节点的逆变换矩阵：这个矩阵的作用是把世界空间的坐标转成新父节点的局部空间坐标。
• 用逆矩阵转换世界属性得到新的local值：
  • 新localPosition = 逆矩阵作用于世界position（向量乘法，要算上平移分量）
  • 新localRotation = 新父节点世界旋转的逆四元数 乘以 世界rotation
  • 新localScale = 世界scale逐分量除以新父节点的世界scale（注意如果父节点缩放为0要做异常处理，非均匀缩放+旋转的情况建议用矩阵提取缩放，避免误差）

local与世界空间属性的转换关系 #

从local转世界空间 #

• position：世界位置 = 父节点世界位置 + 父节点世界旋转 * (父节点世界缩放 * localPosition)
  （父节点无缩放时，简化成父节点世界位置 + 父节点世界旋转 * localPosition）
• rotation：世界旋转 = 父节点世界旋转 * localRotation
  （四元数乘法顺序要注意，多数引擎是父旋转在前乘子local旋转）
• scale：世界缩放 = 父节点世界缩放 逐分量 * localScale
  （如果父节点有非均匀缩放且子节点带旋转，实际世界缩放会扭曲，这时候用矩阵计算更准确，因为旋转和缩放的顺序会影响结果）

从世界转local空间 #

• localPosition：localPosition = 父节点世界旋转的逆 * (世界位置 - 父节点世界位置) 逐分量 / 父节点世界缩放
  （父节点无缩放时去掉除以缩放的步骤）
• localRotation：localRotation = 父节点世界旋转的逆 * 世界旋转
• localScale：localScale = 世界缩放 逐分量 / 父节点世界缩放
  （非均匀缩放+旋转场景，建议用逆矩阵提取缩放，避免扭曲带来的计算误差）

线程模拟的小提示 #

• 所有计算都在线程内完成，别和主线程的真实Transform数据混着用
• 四元数、矩阵计算要保证线程安全，别用全局共享的临时变量
• 如果是复杂层级嵌套，建议每个虚拟Transform都维护自己的世界变换矩阵，这样转换时不用递归找父节点，效率更高

内容的提问来源于stack exchange，提问作者fangqi wu