Unity 知识点 - 3D游戏 - 视角跟随和键盘移动

Posted 2021-12-12 L建豪 忄YH

前言：

• 目前在跟着麦扣的3D游戏教程入门unity，《Unity官方游戏开发认证教程：3D RPG系列课程介绍(Unity2020)｜Unity中文课堂》。
• 教程中使用的跟随相机是安装 cinemachine插件，添加Carete Virtual Camera虚拟相机。这个相机不能转动视角，而且教程移动只能靠鼠标，不方便。
• 所以想要实现键盘移动，且正常视角移动。就像普通的3D游戏一样

1.转动视角

参考教程：《unity 的Cinemachine组件运用》

• 搜索了一下，发现原来 cinemachine插件可创建freeLook虚拟相机，这个相机可以直接实现转动视角的效果。
• 可调参数有很多，下面列举一些我明白意思且 认为重要的。

1. Follow：跟随对象。
2. Lens - 视野：默认的很小，几乎大头贴，第一人称了，需要拉远一点。
3. X/Y Axis - 值：上下高度，可以设置默认值。运行时会变动。
4. X/Y Axis - Speed：转动的速度，相当于跟随的灵敏度。
5. X/Y Axis - Input Axis Name：输入的变量，默认是鼠标的移动，还可以设置成方向键。
6. X/Y Axis - Input Axis Value - Invenrt：这个是反向的勾选，默认的可能反向，方向不对可以修改调整。

2.键盘移动

参考代码：《Unity 键盘WASD 实现物体移动》

• A：原本我是想着模仿2D入门教程里的做法，赋值速度的。但是发现角色对象没有刚体这个组件（突然好奇是怎么立在地图上的），没有速度的属性……

• B：后来我想到，既然本来就自带了导航组件，或许应该顺着使用导航来实现键盘移动。只需要每次按键就导航一小段距离就好了。

• A： 直接使用读取按键输入，然后叠加在坐标上，就可以实现移动了。但因为坐标系的问题，我按W向前，并不是向前，而是朝正X轴方向轴……这就相当于只能轴8个方向了。真正要实现的应该是我视角朝哪边，就往哪边前进。

• B：运用简单的数学知识——三角函数和反三角函数。我可以根据虚拟相机和角色的坐标，计算出二者相当于绝对坐标系的夹角，然后再输出。代码实现后就是如下效果。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System;

public class MouseManager : MonoBehaviour
{
    public float moveSpeed; // 移动速度
    public Transform playerTransform, camTransform; 

	// ...略一些非重点代码，导航相关的

	void Update()
	{
		KeyboardToMove(); // 运动控制
	}
	
	// ...略一些非重点代码，导航相关的
	
	// 键盘移动
	public void KeyboardToMove()
	{
		float xPosition = playerTransform.position.x; // 原坐标
		float zPosition = playerTransform.position.z;	
		
        float ad_input = Input.GetAxisRaw("Horizontal"); // 读取键盘输入，返回-1、0、1
		float ws_input = Input.GetAxisRaw("Vertical");	
		
        if(ad_input != 0 || ws_input != 0) // 如果有输入
		{
			double alpha = (playerTransform.position.x - camTransform.position.x);
			alpha /= (playerTransform.position.z - camTransform.position.z);
			alpha = Math.Atan(alpha); // 求反正切，返回弧度制
			
			if((playerTransform.position.z - camTransform.position.z) < 0)  // 这个是重点
			{
				ad_input = -ad_input;
				ws_input = -ws_input; // 发现一个数学问题，当z轴差为负数时，操作会反向……懒得推导为什么了
			}
			
			xPosition += ws_input * Time.deltaTime * moveSpeed * (float)Math.Sin(alpha); // 前后输入
			zPosition += ws_input * Time.deltaTime * moveSpeed * (float)Math.Cos(alpha);

			xPosition += ad_input * Time.deltaTime * moveSpeed * (float)Math.Sin(alpha + Math.PI / 2); // 左右输入
			zPosition += ad_input * Time.deltaTime * moveSpeed * (float)Math.Cos(alpha + Math.PI / 2); // 注意角度要加PI/2
			
			Vector3 v3 = new Vector3(xPosition, playerTransform.position.y, zPosition); // 合成坐标
			OnMouseClicked?.Invoke(v3); // 调用方法，将坐标输出到导航系统 
		}
	}
}

一开始测试sin和cos时弄得自己头昏目眩，因为懒得细节的每一个方向都推导出来，好麻烦。我就一个一个试，反正就2种情况。太不严谨了，所以导致了一个错误。

• A：一开始是先只有前后键输入，测试是否成功。一开始还好，但发现时不时就会方向混乱。

• B：根据之前写ros坐标系的经验，我推断是坐标的正负问题。然后反复测试观察（懒得动笔算数学），发现当朝向面向Z轴负半轴时，WS键的功能会交互。W是后退，S是前进。所以就加了一个判断，但z轴差为负时就取相反数。

• A：然后添加左右键输入的功能，测试发现更加混乱了。

• B：稍微推导了一下，当夹角为零时，左右前进就相当于夹角为90°的前后前进。所以加了PI/2。同时左右也有刚刚的问题，所以当面向Z负半轴就取相反数。

3.完成

• 欧耶，成就感满满。