Unity第三人称射击游戏开发过程之瞄准状态设计（TPS.S.P1）
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Unity第三人称射击游戏开发过程之瞄准状态设计（TPS.S.P1）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
【Unity】第三人称射击游戏开发过程之瞄准状态设计（TPS.S.P1）
这篇文章开始，我将逐渐的整理并开发第三人称射击游戏。在项目到达稳定之前，这个系列的任何一篇文章的任何一个部分都有可能改变。这也就意味着本系列文章仅作为自己的笔记。文章内容可以提供制作游戏的思路，但尚且存在可能的优化。
设计整体的结构与模式
以下是我的设计思路：
角色有两件武器，同时会存在无武器状态。武器可以在进入游戏前进行更换。手雷暂时不做设计。
枪械可以存在一个基类，然后不同的武器类型进行继承。不过是否这样我仍然在思考，优先使用一种类抽象出不同的枪械类型。
瞄准状态的设计
这个可以看看代码猴使用第三人称开发的视频，我将使用类似的思想进行设计。
我们做另一个渐进的VCamera。用代码控制这个的激活。每当按下瞄准，会将其激活，会自动进入瞄准的VM。在瞄准状态下，我们限制移动速度只能为行走，不允许跑步，并且移动将成为始终朝向瞄准方向下的前后左右。
瞄准相机
我们将之前的相机复制出来，重新命名为瞄准相机。调整FOV以及distance和offset，确定一个合适的相机大小与角度。这是我设置的一个机位。
我们在代码中引入Cinemachine的命名空间，将这个相机加进来。然后做一个DoAim的方法，将这个组件的游戏对象与输入系统中的aim属性同步。
当然，在动画状态机中也会设置相应的部分，做一个bool值的更新。
public CinemachineVirtualCamera _aimCamera;
private void DoAim()
_aimCamera.gameObject.SetActive(_isAim);
_anim.SetBool("Aiming", _isAim);
在测试前，请确保在本系列第一篇中的Input系统中有做好映射，我们的逻辑一直都是input监测输入，然后Controller检测输入值。做好对应关系，就可以测试了。
瞄准状态
瞄准时的鼠标移动速度限制
我们创建一个float值表示速度倍率，这个值将与普通速度相乘，平时为1f，瞄准状态下的值会决定当前鼠标速度是普通状态下的几倍。对应的，创建一些基础的值，这将会方便我们后续的修正。最后在项目做到相对完整时，写一个Setting的代码，将所有的基础值写进去，然后写一个设置面板就可以了。
public float SpeedChangeRate = 10.0f;
private float normalSensitivity=1f;
[Tooltip("这是在基础鼠标移速下，瞄准速度的倍率")]
public float aimSensitivity = 0.6f;
[Tooltip("这是鼠标移动速度比例")]
private float Sensitivity = 1f;
接下来，在CameraRotation的方法中，将赋值的部分乘上这个倍率。
_cinemachineTagertX += _inputsMassage.look.x * deltaTimeMultiplier * Sensitivity;
_cinemachineTagertY += _inputsMassage.look.y * deltaTimeMultiplier * Sensitivity;
在DoAim中加入对这个值修改
private void DoAim()
_aimCamera.gameObject.SetActive(_isAim);
_anim.SetBool("Aiming", _isAim);
if(_isAim)
Sensitivity = aimSensitivity;
else
Sensitivity = normalSensitivity;
瞄准点的处理
我们在这里要处理瞄准点的问题，这也是之后武器类的处理方式。
我们写一个Ray，然后通过Hitinfo来获取命中点。
我们使用相机的ScreenPointToRay方法创建一个射线，这个方法需要提供一个二维坐标来确定这条射线会射向哪里（可以理解为两点确定一条线，由于是从相机发出的，所以一点已经确定，只需要另一点确定方向）。
很多时候我们会选择用鼠标位置来决定，因为很多时候我们的鼠标会指向目标点。而在射击类游戏中，我们会把鼠标锁定在屏幕正中心，然后用准星瞄准。我们可以认为屏幕的中心点就是我们所需的另一个点。
Vector2 screenCenterPoint = new Vector2(Screen.width / 2f, Screen.height / 2f);
Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(screenCenterPoint);
接下来我们获取瞄准信息。使用Physics.Raycast方法
Physics.Raycast(ray,out RaycastHit raycastHit,9999f,aimColliderMask)
其中，ray是射线，out会返回一个值，这里是检测到的信息，第三个数值是检测距离，第四个是检测哪些层级。大家对于这些有什么设置就自己做一做。我这里就不做演示了。
这个方法会返回一个bool值，用这个值做判断即可。
我们将一个球摆到碰撞点，这样以后就可以直接制作射击功能，然后配合IK等组件实现细致的动画。
注意： 请删除目标点的碰撞器（如果是球之类的有碰撞器的）
[Tooltip("这是目标点")]
public Transform aimDestinationPoint;
private void AimPointUpdate()
Vector2 screenCenterPoint = new Vector2(Screen.width / 2f, Screen.height / 2f);
Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(screenCenterPoint);
if(Physics.Raycast(ray,out RaycastHit raycastHit,9999f,aimColliderMask))
aimDestinationPoint.position = raycastHit.point;
角色在瞄准状态下的旋转
这个我们仍在Move方法中的旋转部分去设置。之前是是直接转向，现在添加一个if来分开瞄准与否的旋转方式。
之前我们设置了瞄准点，它本身的X与Z坐标是我们应该朝向的方向。
我们新建一个变量，保存目前的瞄准点位置，然后将Y的影响剔除，然后就可以获得一个方向向量，我们此处仍然进行归一化获得方向向量。
最后，我们进行插值处理方向。此处也可以使用旋转。
Vector3 worldAimTarget = aimDestinationPoint.position;
worldAimTarget.y = transform.position.y;
Vector3 aimdirection = (worldAimTarget - transform.position).normalized;
transform.forward = Vector3.Lerp(transform.forward, aimdirection, Time.deltaTime * 20f);
当然，如果我们像下方这段代码写，是会有bug的，原因在于这个判断是基于位移不为零，当位移为零，我们的角色不会旋转。
if (!_isAim)
#region 在位移过程中的转向
float rotation = Mathf.SmoothDampAngle(transform.eulerAngles.y, _targetRotation, ref _rotationVelocity,
RotationSmoothTime);
transform.rotation = Quaternion.Euler(0.0f, rotation, 0.0f);
#endregion
else
#region 瞄准状态下的转向
Vector3 worldAimTarget = aimDestinationPoint.position;
worldAimTarget.y = transform.position.y;
Vector3 aimdirection = (worldAimTarget - transform.position).normalized;
transform.forward = Vector3.Lerp(transform.forward, aimdirection, Time.deltaTime * 20f);
#endregion
这里贴上修正过后的代码
if (_inputsMassage.move!=Vector2.zero)
_targetRotation = Mathf.Atan2(currentInput.x, currentInput.z) * Mathf.Rad2Deg + _mainCamera.transform.eulerAngles.y;
if (!_isAim)
#region 在位移过程中的转向
float rotation = Mathf.SmoothDampAngle(transform.eulerAngles.y, _targetRotation, ref _rotationVelocity,
RotationSmoothTime);
transform.rotation = Quaternion.Euler(0.0f, rotation, 0.0f);
#endregion
if(_isAim)
#region 瞄准状态下的转向
Vector3 worldAimTarget = aimDestinationPoint.position;
worldAimTarget.y = transform.position.y;
Vector3 aimdirection = (worldAimTarget - transform.position).normalized;
transform.forward = Vector3.Lerp(transform.forward, aimdirection, Time.deltaTime * 20f);
#endregion
瞄准时的移动速度限制
这里可以和上方的瞄准状态的旋转一起判断。
不过我们对整个Move函数重新审视时，会发现这里还是与上方的下蹲状态类似，所有一起进行判断。
if (_isAim) targetSpeed = _aimMoveSpeed;
总结
此处很多关于IK的内容我没有说明，因为IK插件本身是要付费的。代码中会夹杂着关于IK和动画状态机的代码，相信需要做动画状态机和IK的同学能够看懂，不需要的只需要看我提到的那些代码，然后选择性剔除便可。
代码
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityEngine.InputSystem;
using Cinemachine;
using RootMotion.FinalIK;
public class ThirdPlayerMoveController : MonoBehaviour
CharacterController _characterController;
PlayerInput _playerInput;
PlayerInputsMassage _inputsMassage;
GameObject _mainCamera;
Animator _anim;
public PlayerActionState playerActionState = PlayerActionState.Idle;
[Header("相机设置")]
public GameObject _cinemachineFollowTarget;
public CinemachineVirtualCamera _aimCamera;
float _cinemachineTagertX;
float _cinemachineTagertY;
[Tooltip("相机仰角")]
public float TopClamp = 70.0f;
[Tooltip("相机俯角")]
public float BottomClamp = -30.0f;
[Tooltip("额外的度数覆盖摄像头。有用的微调相机位置时，锁定")]
public float CameraAngleOverride = 0.0f;
[Tooltip("瞄准IK")]
public AimIK _playerAimIK;
[Header("玩家设置")]
[Tooltip("这将决定普通行走时的速度")]
public float walkSpeed = 1.5f;
[Tooltip("这将决定跑步时的速度")]
public float _runSpeed = 5.0f;
private bool _isCrouch = false;
[Tooltip("这将决定蹲下行走的速度")]
public float _crouchSpeed = 1.0f;
[Tooltip("这将决定瞄准状态下的速度")]
public float _aimMoveSpeed = 1.0f;
[Header("瞄准设置")]
[Tooltip("这是基础的鼠标移动速度")]
public float SpeedChangeRate = 10.0f;
private float normalSensitivity=1f;
[Tooltip("这是在基础鼠标移速下，瞄准速度的倍率")]
public float aimSensitivity = 0.6f;
[Tooltip("这是鼠标移动速度比例")]
private float Sensitivity = 1f;
private bool _isAim = false;
[Tooltip("这是目标点")]
public Transform aimDestinationPoint;
[Tooltip("射线检测时所能检测的目标层级")]
public LayerMask aimColliderMask;
[Header("重力及下落")]
[Tooltip("重力加速度")]
public float Gravity = -15.0f;
[Tooltip("是否着地")]
public bool Grounded = true;
[Tooltip("检测半径")]
public float GroundedRadius = 0.28f;
[Tooltip("检测的层级")]
public LayerMask GroundLayers;
[Tooltip("地面宽容度")]
public float GroundedOffset = -0.14f;
[Tooltip("进入坠落所需时间")]
public float FallTimeout = 0.15f;
private float _fallTimeOutDelta;
private float _verticalVelocity;
private float _terminalVelocity = 53.0f;
private float _currentSpeed;
private float _targetRotation = 0.0f;
[Tooltip("角色光滑旋转时间")]
private float RotationSmoothTime = 0.12f;
[Tooltip("在角色光滑旋转过程中的速度")]
private float _rotationVelocity;
private float _threshold = 0.01f;
private bool IsCurrentDeviceMouse
get return _playerInput.currentControlScheme == "KeyboardMouse";
private void Awake()
// get a reference to our main camera
if (_mainCamera == null)
_mainCamera = GameObject.FindGameObjectWithTag("MainCamera");
// Start is called before the first frame update
void Start()
_characterController = GetComponent<CharacterController>();
_inputsMassage = GetComponent<PlayerInputsMassage>();
_playerInput = GetComponent<PlayerInput>();
_anim = GetComponentInChildren<Animator>();
_playerAimIK = GetComponentInChildren<AimIK>();
private void Update()
PlayerStateJudge();
DoGravity();
GroundedCheack();
Move();
AimPointUpdate();
DoAim();
private void LateUpdate()
CameraRotation();
/// <summary>
/// 相机追踪点的控制
/// </summary>
private void CameraRotation()
if(_inputsMassage.look.sqrMagnitude>_threshold)//look值大于误差代表有输入
float deltaTimeMultiplier = IsCurrentDeviceMouse ? 1f : Time.deltaTime;
_cinemachineTagertX += _inputsMassage.look.x * deltaTimeMultiplier * Sensitivity;
_cinemachineTagertY += _inputsMassage.look.y * deltaTimeMultiplier * Sensitivity;
_cinemachineTagertX = ClampAngle(_cinemachineTagertX, float.MinValue, float.MaxValue);
_cinemachineTagertY = ClampAngle(_cinemachineTagertY, BottomClamp, TopClamp);
_cinemachineFollowTarget.transform.rotation = Quaternion.Euler((-_cinemachineTagertY - CameraAngleOverride) * Settings.mouseYmoveTimes,
_cinemachineTagertX * Settings.mouseXmoveTimes, 0.0f);
private void Move()
_isCrouch = _inputsMassage.crouch;
//在这里进行状态的判断
//PlayerStateJudge();
//首先将移动速度赋予临时变量，考虑到有可能在其他地方使用，我们将其存储起来
//_currentSpeed = walkSpeed;(转换为更加完善的速度控制)
float targetSpeed = playerActionState switch
PlayerActionState.Idle => 0f,
PlayerActionState.Walk => walkSpeed,
PlayerActionState.Run => _runSpeed,
_ => 0f
;
if (_isCrouch) targetSpeed = _crouchSpeed;
if (_isAim) targetSpeed = _aimMoveSpeed;
//玩家当前水平速度的参考
float currentHorizontalSpeed = new Vector3(_characterController.velocity.x, 0.0f, _characterController.velocity.z).magnitude;
//偏离度,保证目标速度与目前速度相差大才可以插值，避免小幅度的抽搐
float speedOffset = 0.1f;
//判断偏离度
if (currentHorizontalSpeed < targetSpeed - speedOffset ||
currentHorizontalSpeed > targetSpeed + speedOffset)
_currentSpeed = Mathf.Lerp(currentHorizontalSpeed, targetSpeed ,Time.deltaTime * SpeedChangeRate);
//四舍五入到小数点后3位
_currentSpeed = Mathf.Round(_currentSpeed * 1000f) / 1000f;
else
_currentSpeed = targetSpeed;
//判断是否进行移动输入
if (_inputsMassage.move == Vector2.zero) _currentSpeed = 0;
var currentInput = new Vector3(_inputsMassage.move.x, 0, _inputsMassage.move.y).normalized;
//单位向量的方向，或者说位移方向
if (_inputsMassage.move!=Vector2.zero)
_targetRotation = Mathf.Atan2(currentInput.x, currentInput.z) * Mathf.Rad2Deg + _mainCamera.transform.eulerAngles.y;
if (!_isAim)
#region 在位移过程中的转向
float rotation = Mathf.SmoothDampAngle(transform.eulerAngles.y, _targetRotation, ref _rotationVelocity,
RotationSmoothTime);
transform.rotation = Quaternion.Euler(0.0f, rotation, 0.0f);
#endregion
if(_isAim)
游戏设计模式之三 状态模式有限状态机 & Unity版本实现
以上是关于Unity第三人称射击游戏开发过程之瞄准状态设计（TPS.S.P1）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
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