[科普中国]-右手坐标系

定义

伸出右手，让拇指和食指成“L”形，大拇指向右，食指向上，其余的手指指向前方，这样就建立了一个右手坐标系。其中，拇指、食指和其余手指分别代表x，y，z轴的正方向。

相关空间直角坐标系过定点O，作三条互相垂直的数轴，它们都以O为原点且一般具有相同的长度单位.这三条轴分别叫做x轴(横轴）、y轴(纵轴)、z轴(竖轴)；统称坐标轴.通常把x轴和y轴配置在水平面上，而z轴则是铅垂线，这样的三条坐标轴就组成了一个空间直角坐标系，点O叫做坐标原点。1

笛卡尔坐标系3D数学讲解如何在3D空间中精确度量位置、距离和角度，其中使用最广泛的度量体系是笛卡尔坐标系。笛卡尔坐标系可分2D和3D的，在3D中有两种完全不同的坐标系：左手坐标系和右手坐标系，右手坐标系是X轴向右，Y轴向上，Z轴是指向“自己”的，左手坐标系的Z轴正好相反，是背向“自己”的，在计算机中通常使用的是左手坐标系，而数学中则通常使用右手坐标系。

其他游戏和图形开发中常用的坐标系有：世界坐标系、物体坐标系、摄像机坐标系、惯性坐标系。 世界坐标系是描述其它坐标系所需要的参考框架，只能用世界坐标系描述其他坐标系的位置，不能用更大的，外部的坐标系来描述世界坐标系2。

关于世界坐标系的的典型问题都是关于初始位置和环境的，如：

每个物体的位置和方向。

摄像机的位置和方向。

世界的每一点的地形是什么。

各物体从哪里来，到哪里去。 物体坐标系是和特定物体相关的坐标系。每个物体都有它们独立的坐标系。

在物体坐标系中可能会遇到的问题：

周围有需要互相作用的物体吗？（我要攻击它吗？）

哪个方向，在我前面吗？我左边一点？（我应该射击还是转身就跑） 摄像机坐标系是和观察者密切相关的坐标系。是一种特殊的“物体”坐标系。

典型问题：

3D空间中的给定点在摄像机前方吗？

3D空间中的给定点在屏幕上还是超出了边界？

某个物体是否在屏幕上？部分还是全部在？

两个物体谁在前面？（可见性检测，深度排序） 惯性坐标系是为了简化世界坐标系到物体坐标系的转换。从物体坐标系到惯性坐标系只需旋转，从惯性坐标系到世界坐标系只需平移。 嵌套坐标系同样为了简化物体在世界坐标系中位置，如一个物体坐标系嵌套一个头部坐标系，则头部坐标系可以只与物体坐标系联系，简化操作。