屏幕空间到世界空间

我正在编写一个2D游戏，其中我的游戏世界的x轴从左到右，y轴从上到下，z轴在屏幕外：

尽管我的游戏世界是自上而下的，但游戏的渲染却略有倾斜：

我正在研究从世界空间到屏幕空间的投影，反之亦然。我的前者工作如下：

var viewport = new Viewport(0, 0, this.ScreenWidth, this.ScreenHeight);
var screenPoint = viewport.Project(worldPoint.NegateY(), this.ProjectionMatrix, this.ViewMatrix, this.WorldMatrix);

该NegateY()扩展方法不正是它听起来像，因为XNA的Ÿ线延伸自下而上，而不是自上而下。上面的屏幕截图显示了所有工作。基本上，我在3D空间中有一堆点，然后在屏幕空间中进行渲染。我可以实时修改相机属性，并看到它动画到新位置。显然，我的实际游戏将使用精灵而不是点，并且摄影机的位置将被固定，但是我只是在尝试所有数学运算之前。

现在，我正在尝试以另一种方式转换。也就是说，给定上方屏幕空间中的x和y点，请确定世界空间中的相应点。因此，如果将光标指向绿色梯形的左下角，则希望获得世界空间读数（0，480）。该ž坐标无关。或者，当映射回世界空间时，z坐标将始终为零。本质上，我想实现此方法签名：

public Vector2 ScreenPointToWorld(Vector2 point)

我已经尝试了几种方法来使它正常工作，但是没有运气。我最近的想法是，我需要调用Viewport.Unproject近两次不同/远ž值，计算得到的Ray，规范它，然后计算出的交点Ray有Plane，基本上代表了我的世界的地面。但是，我陷入了最后一步，不确定是否使事情变得过于复杂。

谁能为我指出如何实现这一目标的正确方向？

我认为您的想法很正确！首先使用近平面和远平面作为2D坐标的Z值（即，将0和1用作Z坐标）为光标计算一条射线。这是处理此问题的辅助方法：

public Ray GetScreenRay(Vector2 screenPosition, Viewport viewport, Matrix projectionMatrix, Matrix viewMatrix, Matrix worldMatrix)
{
    Vector3 nearPoint = viewport.Unproject(new Vector3(screenPosition, 0f), projectionMatrix, viewMatrix, worldMatrix);
    Vector3 farPoint = viewport.Unproject(new Vector3(screenPosition, 1f), projectionMatrix, viewMatrix, worldMatrix);
    return new Ray(nearPoint, Vector3.Normalize(farPoint - nearPoint));
}

接下来，您需要有一个Plane与您的实际情况相匹配的实例。最简单的计算方法是使用构造器，该构造器在平面上占据三个点，并从地面对象传递任何三个顶点。如何计算地平面的示例：

Plane groundPlane = new Plane(ground.Vertices[0], ground.Vertices[1], ground.Vertices[2]);

最后用这种方法找到射线与平面之间的交点。您可以使用out result参数来计算相交坐标，如下例所示：

float? result;
mouseRay.Intersects(ref groundPlane, out result);
if(result != null)
    Vector3 worldPoint = mouseRay.Position + mouseRay.Direction * result.Value;

您可能也需要对该NegateY方法做一些事情，但是我不确定在哪里。