【Unity】Camera.WorldToViewportPoint 计算原理及实现

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具体原理我是参考的这篇文章：

详解MVP矩阵之ProjectionMatrix-腾讯游戏学堂

本地具体实现实现方法（不调用Camera的API）如下：

1、获取相机的VP矩阵：
        模型顶点坐标转换成屏幕坐标是用MVP矩阵，但是因为我们这边本来就使用的世界坐标进行转换，所以只需要VP矩阵即可。获取VP矩阵的方法如下：        

    private Matrix4x4 Matix_VP_LastFrame;
 
    private void LateUpdate()
    {
        Matix_VP_LastFrame= mainCamera.projectionMatrix * mainCamera.worldToCameraMatrix;
    }
        之所以放在LateUpdate是因为这个方法消耗挺大的，缓存起来每帧只计算一次即可。

        Camera中还有个属性是：Camera.previousViewProjectionMatrix ，看起来就是算好的值。但是我测试时取出来的值是算出来是不对的，所以就没有使用这个属性。

2、计算世界坐标的屏幕位置：
        计算原理在上述的文章连接中提到了，这里就提供代码即可。

        简单地说就是直接用VP矩阵乘世界坐标就可以了，不过这个乘出来的值并不直接是viewPos，还需要进一步转换：

 
    /// <summary>
    /// 传入世界坐标，获取屏幕坐标：
    /// </summary>
    private Vector3 WorldToViewportPoint(Vector3 wolrdPos)
    {
        Vector4 pos = new Vector4(wolrdPos.x, wolrdPos.y, wolrdPos.z, 1);
        Vector4 clipPos = Matix_VP_LastFrame * pos;
 
        float x = 0.5f + 0.5f * clipPos.x / clipPos.w;
        float y = 0.5f + 0.5f * clipPos.y / clipPos.w;
 
        Vector3 screenPos = new Vector3(x, y, clipPos.w);
        return screenPos;
    }
        这里返回的结果中，x、y就是在屏幕中的比例，左下角为（0,0），右上角为（1,1）；z轴代表深度（正数在相机前面，负数在相机后面）。

        这个计算出来和Unity自己的API会有细微的误差（都在小数点后面好几位），但是不影响使用。

PS：

        虽然实现了算法，但是建议大家尽可能使用Unity原生的API。因为这个算法的性能消耗是大于Camera.WorldToViewportPoint 的（具体瓶颈在矩阵乘法那里，从Profile上看到了大量的String.memcpy，占用了大量的CPU消耗）。
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