在 Unity 中围绕地球形球体的表面移动
Moving around the surface of an Earth shaped spheroid in Unity
我正在尝试制作一款 Unity 游戏，允许用户基于 WGS84.
探索地球形球体的表面
The project so far is on Github, and there's a YouTube video 此行为。
地球大小的形状对于 Unity 来说太大了，所以我只在用户附近生成方块，进行偏移以使第一个方块位于 Unity 的原点。这一点有效。
问题正在转移。我一直在使用 approach where I get the user's position in ECEF 坐标，然后对其进行归一化以为玩家提供全局方向，然后根据该坐标及其旋转将玩家向前移动。
问题在于，标准化 ECEF 坐标意味着玩家正在以球形移动，但 WGS84 椭球体并不是完美的球形。所以玩家会沉入地板，如果你分别向南或向北，则玩家会飞起来。
我的问题是，如何让用户通过平移的方式在球体表面移动？我觉得可能有某种方法可以在玩家移动时考虑球体的 major/minor 轴，但我不确定该怎么做。
我没有使用 Unity 或计算机图形学的经验，我纯粹从导航的角度来处理它。
让我们看看现实世界。
我们想通过 walking/driving 在地面上旅行或在某个高度飞行。当我们这样做的时候，我们在局部坐标系（南北，东西，上下）中移动，我们看不到任何曲率。我们假设地球是平的。
当我们尝试在计算机上进行计算时，问题就出现了，它非常精确并且知道地球的形状。我们不能假设地球是平的，我们不能假设地球是球体。地球是一个大地水准面。幸运的是，出于某些目的我们可以简化事情并假设地球是一个椭球体。您选择了 WGS84。好！
那么如何绕椭圆体移动呢？分析地解决问题是一场噩梦。我们必须作弊 ;)
我们应该暂时假设地球是平的，在局部坐标系中朝选定的方向移动，记下新位置的高度，计算该新点的全球大地坐标（Lat、Long、Alt），然后然后将高度替换为使用本地坐标系时获得的高度。换句话说：每次我们沿着一条完美的直线向前移动并偏离椭球体（只是一点点），我们都会强制高度相对于椭球体不发生变化。
实施。
您需要能够在大地坐标（Lat、Long、Alt）和 ECEF 之间自由转换坐标。从大地测量到 ECEF 很容易。为给定的 ECEF 位置查找大地坐标要复杂得多，有许多不同的算法，我相信您应该能够在某处找到现成的实现。
你还需要的是Local Tangent Plane，准确的说，你要使用NED。
假设您的对象最初位于某个大地测量位置。您记下高度（相对于椭球体）。然后创建一个原点在该点的局部 NED 坐标系。然后在该局部坐标系中移动对象。你写下高度（或者更确切地说是向下坐标）改变了多少。然后您必须计算该新位置的 ECEF 坐标并将其转换为大地坐标（Lat、Long、Alt）。你有旧高度，你有 NED 坐标中的高度变化，这意味着你知道新高度。然后将该高度应用于新的大地坐标（粗暴地将 Lat/Long/Alt 中的 Alt 替换为新值）。
然后，您在为该新位置定义的 NED 坐标中进行另一次移动。等等...
不知道说清楚没有，过程比较复杂。如果你不明白 - 喊 :)
我正在尝试制作一款 Unity 游戏，允许用户基于 WGS84.
探索地球形球体的表面The project so far is on Github, and there's a YouTube video 此行为。
地球大小的形状对于 Unity 来说太大了，所以我只在用户附近生成方块，进行偏移以使第一个方块位于 Unity 的原点。这一点有效。
问题正在转移。我一直在使用 approach where I get the user's position in ECEF 坐标，然后对其进行归一化以为玩家提供全局方向，然后根据该坐标及其旋转将玩家向前移动。
问题在于，标准化 ECEF 坐标意味着玩家正在以球形移动，但 WGS84 椭球体并不是完美的球形。所以玩家会沉入地板，如果你分别向南或向北，则玩家会飞起来。
我的问题是，如何让用户通过平移的方式在球体表面移动？我觉得可能有某种方法可以在玩家移动时考虑球体的 major/minor 轴，但我不确定该怎么做。
我没有使用 Unity 或计算机图形学的经验，我纯粹从导航的角度来处理它。
让我们看看现实世界。 我们想通过 walking/driving 在地面上旅行或在某个高度飞行。当我们这样做的时候，我们在局部坐标系（南北，东西，上下）中移动，我们看不到任何曲率。我们假设地球是平的。
当我们尝试在计算机上进行计算时，问题就出现了，它非常精确并且知道地球的形状。我们不能假设地球是平的，我们不能假设地球是球体。地球是一个大地水准面。幸运的是，出于某些目的我们可以简化事情并假设地球是一个椭球体。您选择了 WGS84。好！
那么如何绕椭圆体移动呢？分析地解决问题是一场噩梦。我们必须作弊 ;) 我们应该暂时假设地球是平的，在局部坐标系中朝选定的方向移动，记下新位置的高度，计算该新点的全球大地坐标（Lat、Long、Alt），然后然后将高度替换为使用本地坐标系时获得的高度。换句话说：每次我们沿着一条完美的直线向前移动并偏离椭球体（只是一点点），我们都会强制高度相对于椭球体不发生变化。
实施。 您需要能够在大地坐标（Lat、Long、Alt）和 ECEF 之间自由转换坐标。从大地测量到 ECEF 很容易。为给定的 ECEF 位置查找大地坐标要复杂得多，有许多不同的算法，我相信您应该能够在某处找到现成的实现。 你还需要的是Local Tangent Plane，准确的说，你要使用NED。 假设您的对象最初位于某个大地测量位置。您记下高度（相对于椭球体）。然后创建一个原点在该点的局部 NED 坐标系。然后在该局部坐标系中移动对象。你写下高度（或者更确切地说是向下坐标）改变了多少。然后您必须计算该新位置的 ECEF 坐标并将其转换为大地坐标（Lat、Long、Alt）。你有旧高度，你有 NED 坐标中的高度变化，这意味着你知道新高度。然后将该高度应用于新的大地坐标（粗暴地将 Lat/Long/Alt 中的 Alt 替换为新值）。 然后，您在为该新位置定义的 NED 坐标中进行另一次移动。等等...
不知道说清楚没有，过程比较复杂。如果你不明白 - 喊 :)