说明

已知：

• 在世界原点往 X 轴方向看去，ForwardVector 为 $[1,0,0]$，此时的右手边的方向为 $[0,1,0]$
  

• 手柄摇杆、鼠标移动朝右得到的 $[1,0,0]$，朝上得到的是 $[0,1,0]$
  

• 屏幕上，向右移动的输入为 $[1,0,0]$，向下移动的输入为 $[0,1,0]$
  

• 对于旋转，Roll(X)的正方向为（右上左），Pitch(Y)的正方向为（后上前），Yaw(Z)的正方向为（左前右）
  

• 四元数

你会发现 X 轴 Y 轴变来变去，正的方向也变来变去，这到底是怎么回事？

我们讨论下 Z 方向：

• 在一个坐标系下，Z 轴正方向的单位向量为：X 轴正方向的单位向量叉乘 Y 轴正方向的单位向量，即 $\hat{X}[1,0,0]\times \hat{Y}[0,1,0]=\hat{Z}[0,0,1]$
• 根据左手螺旋还是右手螺旋，分为左手坐标系和右手坐标系，Unreal 采用的是左手坐标系，所以在世界内，$\hat{Z}$朝上的前提下，才会 $\hat{X}$ 朝前，$\hat{Y}$ 朝右
• 国内的数学习惯使用三维笛卡尔坐标系，为右手坐标系，也就是 $\hat{X}$ 朝右，$\hat{Y}$ 朝前，$\hat{Z}$ 朝上
  

回看另外三个 Case：

• 基于左手坐标系，其实屏幕坐标是符合直觉的，也就是 $\hat{X}\times \hat{Y}$ 得出的向量朝屏幕（手机）上方
• 而手柄摇杆、鼠标的输入倒是比较符合右手坐标系，塞到左手坐标系下时，$\hat{Z}$ 其实是朝向下方的
  • 猜测原因是：输入值由操作系统一路传过来，中间没有进行转换
• 旋转的三个方向，其实都是使用左手螺旋，即旋转前后向量叉乘，为旋转量对应的向量：$\vec{V}\times \overrightarrow{V^{\prime }}=R.Vector()$

建议

在各个编程模块之间（其它信号转输入、输入信号处理、逻辑执行），尽可能让输入和输出满足以下要求：

• 必须满足左手坐标系
• 以下情况按照从前往后进行尝试：
  • 按照世界坐标，$\hat{Z}$ 朝上（屏幕的上方、人物的头顶方向），$\hat{X}$ 朝前，$\hat{Y}$ 朝右
  • 若$\hat{Z}$朝上时比较繁琐，则以屏幕坐标为准，$\hat{X}$ 朝右，$\hat{Y}$ 朝下，$\hat{Z}$ 朝后
    • 有些人习惯第一象限落在右上方，可以旋转下Z轴，全局的标准则改为：$\hat{X}$ 朝上，$\hat{Y}$ 朝右，$\hat{Z}$ 朝后

举个例子：

在 EnhanceInput 内，输入和逻辑的中间层为 IA，我们讨论下 2D-Axis 的 IA，以 Gamepad Left Thumbstick 2D-Axis 映射到移动输入为例：

• 移动模块的输入 $\vec{V}$，$x=1$ 表示前方有 1 的输入，$y=1$ 表示右方有 1 的输入
• 输入模块的输出，只需要加一个 Swizzle Input Axis Values 的 Modifier，Order 为 YXZ，即调换 X 和 Y 即可（$[i,j]\to [j,i]$）

但是考虑下旋转镜头，Gamepad Right Thumbstick 2D-Axis 映射到旋转镜头输入：

• 旋转镜头比较特殊，因为按照FRotator的定义，右晃镜头为Z正，下晃镜头为Y正
• 用这个定义去强行转换，会涉及各种XYZ转换和正负问题，所以换一下，用CameraForwardVector在角色前方平面的落点位置为标准，采用屏幕坐标，这样就不用考虑Z的值了
• 旋转镜头模块的输入 $\vec{V}$，$x=1$ 表示方向为落点向右移动，为Yaw(Z)的正方向有 1 的输入
  • $y=1$ 表示方向为落点向下移动，为Pitch(Y)的正方向有 1 的输入
• 输入模块的输出，只需要加一个 Negate，调转Y的朝向即可（$[i,j]\to [i,-j]$）