ワールド座標系・とは？初心者にやさしく解説する基本ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

はじめに

このページでは「ワールド座標系・とは？」というキーワードを軸に、初心者でも分かるように解説します。ゲーム、3Dモデリング、地図アプリなど、さまざまな場面で使われる基本概念です。

ワールド座標系とは何か

ワールド座標系とは、空間全体に対して共通の基準点と向きを決める座標系のことです。原点と呼ばれる基準点を基準に、各点の位置を数値で表します。世界全体で統一された基準を持つため、別の物体の位置を比較したり、別の場面で位置を再現したりするのに役立ちます。

座標系の要素

原点：座標系の基準点。多くの場合「0,0,0」として定まります。

軸：通常はX軸・Y軸・Z軸の3本。向きや手法は用途によって変わります。代表的なのは右手系という決まりです。

座標は世界座標系の基準に対して表されます。ここでは言葉で表現しますが、三つの数値が一つの点の位置を決めます（例: (world_x, world_y, world_z)）。

座標の表し方

点の位置は通常、3つの数値の組で表されます。最も一般的な書き方は「(x, y, z)」です。世界座標系では、それらの数値が空間の位置を指し示します。

ワールド座標系とオブジェクト座標系の違い

ワールド座標系は「世界全体で共通の基準」を提供します。これに対して、オブジェクト座標系は個々の物体に対して独自の基準点と向きを持つ座標系です。ゲームや3Dソフトでは、物体を配置する際にまずワールド座標系を使って位置を決め、次に回転や拡大縮小を適用して子細を調整します。

座標変換の基本

ある点をオブジェクト座標系からワールド座標系へ変換するには、通常、平行移動（位置の移動）、回転、そして拡大縮小の順序で変換を適用します。逆にワールド座標をオブジェクト座標へ戻すには、これらの変換を逆の順序で適用します。

例と表で理解を深めよう

以下の表は、ワールド座標系とオブジェクト座標系の違いを簡潔に示します。表は読みやすさのために用意しました。

座標系	説明
ワールド座標系	世界全体の共通基準。原点は固定。位置は世界座標で表す。
オブジェクト座標系	各物体に対して固有の基準。原点は物体の中心や特定の点。
変換	座標系間の変換には平行移動・回転・拡大縮小を組み合わせる。

日常のイメージで考えるとわかりやすい

地図の例えを使うと、イメージしやすくなります。地図上の現在地は地球全体の座標系で表現されますが、街の中の位置情報は街を基準にした座標系で表されます。3Dソフトやゲームでは、最初に世界座標系を設定し、ここからオブジェクトを配置してシーンを作ります。

まとめ

要点を三つに絞ると、原点・軸・座標変換です。ワールド座標系は「世界全体の基準」を作る考え方で、他の座標系と組み合わせて物体の位置や向きを正しく表現します。

ワールド座標系の同意語

世界座標系: 3D空間や地図データなどで、世界全体を基準とする座標系。オブジェクトの位置はこの座標系で表され、ローカル座標系へ変換する際の参照となります。
グローバル座標系: 世界全体を基準にする座標系の別称。技術文書や実装ガイドでよく使われます。
世界空間: 座標系を含む“世界の空間”という概念。世界座標系と同様に、グローバルな位置情報の基準を指す場合に使われます。
ワールド空間: 3Dグラフィックスで用いられる用語。ローカル空間と対比して、世界を基準とした空間のことを指します。
グローバル空間: 世界全体を基準とした空間のこと。ワールド空間の同義語として使われることがあります。
基準世界座標系: “世界を基準とした座標系”を表す言葉。仕様書や設計資料などで使われる表現です。

ワールド座標系の対義語・反対語

ローカル座標系: 物体の内部基準となる座標系で、原点はその物体の中心・基準点。ワールド座標系とは独立して回転・移動を適用することが多い。
オブジェクト座標系: 個々のオブジェクトを基準とした局所座標系。オブジェクトの変換を行い、最終的にワールド座標系へ配置する。
モデル空間: 3Dモデリングにおける物体の内部座標系。ワールド座標系へ変換して配置する前段階の座標系。
カメラ座標系: カメラの視点を基準とした座標系。世界座標系をこの座標系へ変換して、正しい視界で描画する前提となる。
ビュー座標系: ビュー変換後の座標系。カメラ空間からさらに処理を進めるための中間段階。
画面座標系: 2D の画面上の座標系で、左上を原点としピクセル単位で位置を表す。最終出力先として使われる。
スクリーン座標系: 画面座標系と同義。デバイス上のピクセル位置を表す座標系。
ローカル空間: 局所的な座標空間の呼称。オブジェクト空間ともほぼ同義で、ワールド空間とは別の基準。
モデル座標系: モデル空間とも呼ばれ、オブジェクトの内部座標系。ワールド座標系へ変換される前段階の座標系。

ワールド座標系の共起語

ローカル座標系: 世界座標系に対して、オブジェクトや部品ごとに定義される座標系。位置や姿勢はこの座標系で扱われ、世界座標系へ変換するための中間段階として使われます。
オブジェクト座標系: 個別の3Dモデルや部品に紐づく座標系。モデルの頂点情報は通常この系で定義され、ワールド座標系へ移す前の基準となります。
参照系: 座標を定義するための基準となる座標系。ワールド座標系やカメラ座標系など、他の座標系を理解するための指標です。
座標変換: 座標系間で点の位置を別の座標系に写す操作。回転・平行移動・拡大縮小を組み合わせて行います。
変換行列: 座標変換を1つの行列（通常は4x4）で表現する方法。回転・平行移動・拡大縮小を同時に適用可能。
回転: 物体の向きを変える操作。オイラー角やクォータニオンで表現されることが多い。
平行移動: 物体を空間内で位置をずらす操作。座標値の加算によって表現されます。
拡大縮小: 物体の大きさを変える操作。スケーリングとも呼ばれ、各軸ごとに倍率を設定します。
アフィン変換: 線形変換と平行移動を組み合わせた座標変換。直線性を保ちつつ位置を調整します。
左手系: 座標系の手の規則のひとつ。X・Y・Zの正の回転方向が定義され、右手系と違いが生じます。
右手系: 座標系の手の規則のひとつ。一般的にはX→Y→Zの回転方向が右手の法則に従います。
視点座標系: カメラ視点を基準とした座標系。ワールド座標系から視点座標系へ変換することで、物体の表示位置が決まります。
カメラ座標系: カメラ（視点）を原点とする座標系。Z軸が視線方向を指すことが多いです。
世界原点: ワールド座標系の原点。全ての座標系の基点となる位置です。
グローバル座標系: 世界的な共通の座標系として扱われる座標系。ワールド座標系とほぼ同義で使われることがあります。
地理座標系: 地球の表面を基準とした座標系。GISで使用され、WGS84などの参照系が含まれます。
投影座標系: 地理座標系の地表データを平面上に投影する座標系。2D表示や計算に適します。
スクリーン座標系: 画面上の2D座標系。レンダリング結果をディスプレイへ表示する際の座標系です。
デバイス座標系: デバイス（ディスプレイ）に対応した座標系。ピクセル単位で位置を表すことが多いです。
モデル座標系: 3Dモデル自体のデフォルト座標系。ワールド座標系へはモデル変換を経て移動します。