cocos2d-x游戏引擎核心之一——坐标系

cocos2d-x：OpenGL坐标系、绝对坐标系、相对坐标系、屏幕坐标系

cocos2d-x采用的是笛卡尔平面坐标系，也就是平面上两条垂直线构成的坐标系，平面上任意一点都可以用（x，y）来表示。

（1）就坐标系方向而言，cocos2d-x分为屏幕坐标系和OpenGL坐标系。

（2）就节点本身而言，cocos2d-x分为绝对坐标系和相对坐标系。

1.屏幕坐标系

屏幕坐标系，也叫UIKit坐标系，原点在屏幕左上，x轴向右，y轴向下。cocos2d-x的屏幕触摸事件传入的位置坐标就是采用了屏幕坐标系。以320*480的屏幕为例，如图坐标值为屏幕坐标系:

 

注:纹理坐标原点也是在左上.

2.OpenGL坐标系

OpenGL坐标系，原点在屏幕的左下，x轴向右，y轴向上。cocos2d-x的元素采用的就是OpenGL坐标系。同样的上例，如图坐标值为OpenGL坐标系:

3.屏幕坐标系和OpenGL坐标系的转换

它们的转换导演类（CCDirector）已经封装好了两个函数供我们使用。

//UIKit To OpenGL  
CCPoint convertToGL(const CCPoint& obPoint);  
//OpenGL To UIKit  
CCPoint convertToUI(const CCPoint& obPoint);  

注： 在调用任何需要设置位置的函数或从函数获取位置信息前，必须要明确这个函数使用的是哪个坐标系，如调用CCNode类的setPosition函数，它使用的就是GL坐标系，而在处理触摸时间时CCTouch对象在宏的坐标就是屏幕坐标。

4.绝对坐标系(世界坐标系)

绝对坐标系也叫世界坐标系（左下），从名字可以看来，绝对坐标系是一个恒坐标系，不参考也不依赖于其他坐标系。在cocos2d-x中它使用的是OpenGL坐标系。不过因为我们多在CCLayer上放置游戏元素，所以一般比较少直接用到绝对坐标系。

5.相对坐标系(节点/本地 坐标系)

cocos2d-x元素是有层次关系的，节点使用的是相对父节点的位置坐标，也就是相对坐标系（也叫本地坐标系,节点坐标），屏幕绘制的时候，cocos2d-x会自动将相对坐标系转换为绝对坐标系，渲染到屏幕的绝对位置上。

6.锚点 : 锚点是对节点而言的，它是节点的一个属性，表明了节点位置的一个参考基准点

在举例之前有必要先了解一下锚点这个概念。锚点是对节点而言的，它是节点的一个属性，表明了节点位置的一个参考基准点，同样放置一个物体在(300,300)这个位置，不同的锚点会产生不同的效果。节点的默认锚点位置在(0.5,0.5)。锚点和节点的位置值没有关系，锚点只是影响了节点在屏幕上渲染的位置。如下图，虽然精灵的在屏幕上渲染的位置不一样，但是它们的position值是一样的，都是(300,300)。锚点只会影响它本身在父节点中的渲染位置，而不会影响其子节点相对它本身的位置。

 

7.绝对坐标系和相对坐标系的关系

我们先看一个例子，为了方便演示，节点的锚点都设置为(0,0)。

CCSprite* big=CCSprite::create("big.png");  
big->setAnchorPoint(ccp(0,0));  
big->setPosition(ccp(50,50));//设置在相对父节点的(50,50)位置  
this->addChild(big);//屏幕是父节点  
CCSprite* little=CCSprite::create("little.png");  
little->setAnchorPoint(ccp(0,0));  
little->setPosition(ccp(50,50));//设置在相对父节点的(50,50)位置  
big->addChild(little);//big是父节点  

效果如下：

 

8.绝对坐标系和相对坐标系的转换

CCNode提供给我们相对坐标系和绝对坐标系的转换函数。

CCPoint convertToNodeSpace(const CCPoint& worldPoint);  //将世界坐标转换为对象节点内坐标，忽略锚点，以当前父节点左下角坐标为标准  
CCPoint convertToWorldSpace(const CCPoint& nodePoint);  //将对象节点内坐标转换为事件坐标，忽略锚点，以当前父节点左下角坐标为标准  
CCPoint convertToNodeSpaceAR(const CCPoint& worldPoint);//将世界坐标转换为基于锚点的对象节点内坐标    
CCPoint convertToWorldSpaceAR(const CCPoint& nodePoint);//将局域锚点的对象节点内坐标转换为世界坐标  

如果要获取big和little的绝对坐标

CCPoint wp1=this->convertToWorldSpace(big->getPosition());//wp1(50,50)  
CCPoint wp2=big->convertToWorldSpace(little->getPosition());//wp2(100,100)  

如果要把绝对坐标转换为big和little的相对坐标

//世界坐标点a（200, 200）在相对big节点的位置坐标，也即在big节点中a的相对坐标为（150, 150）
CCPoint np1=big->convertToNodeSpace(ccp(200,200));//np1(150,150)  
CCPoint np2=little->convertToNodeSpace(ccp(200,200));//np2(100,100)

支持以下几种坐标系：
１.屏幕坐标系　原点在左上角，X轴向右，Y轴向下。
２.GL坐标系　原点在左下角，X轴向右，Y轴向上。
３.世界坐标系　指相对于整个屏幕的坐标系，(0,0)就是屏幕的左下角，(320,480)就是屏幕的右上角。
４.本地坐标系　相对于父对象的坐标。

　　另一个关键的问题就是在cocos2d里面就是各种对象的大小问题。因为在cocos2d里CCNode对象有缩放的方法setScaleX和setScaleY。所以在获取对象大小的时候就必须根据情况明确指定获取对象原始大小，还是缩放后的大小。当然cocos2d里提供了对应的函数来完成这些操作。
getContentSize 函数用来获得节点原始的大小。
boundingBox 函数用来获得经过缩放和旋转之后的外框盒大小。
举个简单的例子：

bool ret = CCRect::CCRectContainsPoint(this->boundingBox() , this->getParent()->convertTouchToNodeSpace(pTouch));

这个例子的功能是来判定当前的触摸操作是否发生在自己的node对象上。其中pTouch是CCTouch对象的指针，包含了当前触摸事件发生点的坐标。
CCRectContainsPoint这个函数用来判断一个点是否在一个矩形范围内。我们就想用这个函数来判断当前触摸操作的这个点是否在当前node的范围内。
this->boundingBox() 方法获得了当前节点对象在父节点对象下的缩放之后的本地坐标大小，并且是用GL坐标系表示的。

　　pTouch对象中的坐标是屏幕坐标系，所以必须转换到GL坐标系，再转换到父节点的本地坐标下（因为是要判断是否在节点里面，所以需要转化成本地坐标，如果仅仅是屏幕点击事件，只需要转换成GL坐标）。好在convertTouchToNodeSpace这个函数一次完成了这两个转换，可以参考该库的源码，其中有具体的计算过程。所有数据都转换到同一个坐标系下了以后，就可以通过CCRectContainsPoint函数完成最终的判定操作。最后想说的一点是，尽可能用相对坐标。换句话说，程序中所有对象在设置大小和位置时，都应该以父对象的大小和位置为依据。 这样程序发布在以各种不同的分辨率发布时，只需要调整根对象的大小就可以了。