Казалось бы, простейший вопрос на тему viewport`а камеры...
Значения координат на обеих осях внутри viewport'а камеры принимают значения от 0 до 1. Если точка принимает другие значения - она лежит вне viewport`а данной камеры.
Поскольку объект не должен выходить за пределы видимости камеры, значит и его координаты в проекции на viewport камеры должны быть в пределах [0, 1]
.
Добиться такого можно 2 способами:
object world pos
-> object viewport pos
-> clamp object viewport pos to [0..1]
-> object world pos
В таком случае переводы из world pos в [0..1]
viewport`а приводит к огромным потерям точности и на выходе получаем чушь, проверено опытным путем, - не подходит.
- Получить прямоугольное сечение пирамиды видимости камеры в мировых координатах, и проверять координаты других объектов относительно этого прямоугольника - работает отлично. Об этом способе и пойдет дальше речь.
В данном случае речь пойдет об ограничении позиции одного объекта, но переписать это для использования на массиве объектов не составит никакого труда.
Для начала найдем тот самый "срез" фрустума камеры - обычный прямоугольник. Как я уже написал выше, viewport всегда ограничен, конкретные координаты зависят от движка. В случае Unity - это [0..1]
. Ну вот и находим координаты углов viewport'а в мировых координатах, используя координаты его краев в системы координат самого viewport'а. Хоть viewport и является прямоугольником, мы передаем туда 3 координату - расстояние от камеры до интересующего нас объекта, тут вроде все логично, так что не буду разжевывать.
Camera cam = Camera.main;
Vector3 cameraToObject = transform.position - cam.transform.position;
float distance = -Vector3.Project(cameraToObject, Camera.main.transform.forward).y;
Vector3 leftTop = cam.ViewportToWorldPoint(new Vector3(0, 1, distance));
Vector3 leftBot = cam.ViewportToWorldPoint(new Vector3(0, 0, distance));
Vector3 rightBot = cam.ViewportToWorldPoint(new Vector3(1, 0, distance));
Vector3 rightTop = cam.ViewportToWorldPoint(new Vector3(1, 1, distance));
Если закинем все это дело в gizmos - получим следующую картину:

На самом деле прямоугольник можно определить ровно 2 диагонально противоположными точками - этого вполне хватит, чтобы получить ограничения по обеим координатам.
Итоговый код:
Vector3 cameraToObject = transform.position - Camera.main.transform.position;
// отрицание потому что игровые объекты в данном случае находятся ниже камеры по оси y
float distance = -Vector3.Project(cameraToObject, Camera.main.transform.forward).y;
// вершины "среза" пирамиды видимости камеры на необходимом расстоянии от камеры
Vector3 leftBot = Camera.main.ViewportToWorldPoint(new Vector3(0, 0, distance));
Vector3 rightTop = Camera.main.ViewportToWorldPoint(new Vector3(1, 1, distance));
// границы в плоскости XZ, т.к. камера стоит выше остальных объектов
float x_left = leftBot.x;
float x_right = rightTop.x;
float z_top = rightTop.z;
float z_bot = leftBot.z;
// ограничиваем объект в плоскости XZ
Vector3 clampedPos = transform.position;
clampedPos.x = Mathf.Clamp(clampedPos.x, x_left, x_right);
clampedPos.z = Mathf.Clamp(clampedPos.z, z_bot, z_top);
transform.position = clampedPos;
Результат работы:

P.S.
Понятное дело, что этот подход можно оптимизировать и, к примеру, получать координаты viewport'а ровно 1 раз, если высота камеры и глубины всех элементов в игре постоянная и одинаковая. Зависят такие оптимизации уже от конкретного случая.