游戏中,我们经常会有这样的操作,点击场景中某个位置,角色自动移动到那个位置,同时角色一直是朝向那个位置移动的,而且相机也会一直跟着角色移动。有些游戏,鼠标滑动屏幕,相机就会围绕角色旋转。看似很简单的操作,那么到底是怎么实现的呢? 我们把上述操作分解为以下几个步骤 角色的移动1. 移动到下一个路点,线性插值、曲线插值2. 角色朝向,一直面朝下一个路点 相机跟随角色1. 相机俯视角度,决定相机的高度2. 相机跟随距离,前向距离或者直线距离(就是三角形的水平边长或者斜边长)3. 相机一直看角色的后背(Y轴旋转角度和角色一致)4. 相机围绕角色旋转 技术点:1. 向量2. 旋转 先来看效果,请原谅我未注册屏幕录像orz 角色移动 包括位移和方向,就是移动角色的同时角色一直要朝向移动的方向。 左边的图,角色从A移动到B,朝向却一直是向前方的,明显不符合跑动的显示逻辑。正确的表现是右图所展示那样,角色面朝移动方向。 那么我们要怎么做才能实现这个效果呢?位移很简单,A到B的坐标插值。 其次是旋转角色,Unity提供了一个方法Quaternion.LookRotation。关于这个方法,官方的解释如下:
Quaternion.LookRotation 注视旋转
static function LookRotation (forward : Vector3, upwards : Vector3 = Vector3.up) : QuaternionDescription描述Creates a rotation that looks along forward with the the head upwards along upwards创建一个旋转,沿着forward(z轴)并且头部沿着upwards(y轴)的约束注视。也就是建立一个旋转,使z轴朝向view y轴朝向up。Logs an error if the forward direction is zero.如果forward方向是0,记录一个错误。
光看描述,是不是比较难理解。网上对这个方法的解释也挺多的,但是各说纷纭,没个简单明了的说法,更容易误导人。
我们知道向量,包含大小和方向。大小很容易得到,那么方向怎么获得呢?常规来说,可以通过把向量分解为x、y、z三个分量,然后通过三角函数依次求得个分量的夹角。Unity提供了更简单的方法,就是Quaternion.LookRotation,这个方法就是获得传入向量的方向,即旋转值,是个四元数。 代码实际上很简单,就几行。主要是要理解为什么
//计算当前位置到下一个坐标点的向量
var vector = (posB - posA).normalized;
//取得向量的方向
var rotation = Quaternion.LookRotation(vector).eulerAngles;
//将物体旋转到指向下一个坐标点的方向
transform.rotation = Quaternion.Euler(, rotation.y, );
//设置物体的坐标
transform.position = posB;
想想为什么Quaternion.Euler(0, rotation.y, 0)这里x和z方向都是填的0?因为角色的朝向是根据偏转角Yaw,也就是Y轴决定的,x和z轴是没有发生偏转的,倘若改变x轴z轴旋转值,就会发现角色会有俯仰、翻滚的效果。 相机跟随角色好了,角色的朝向解决了。那么,如果我要让相机一直跟着角色走,同时相机一直看到角色的后背,也就是角色旋转时,相机要跟着转动,同时保持固定距离,该如何实现? 我们先计算相机的位置,然后在旋转相机朝向角色的后背。1. 计算相机的旋转值,这里需要指定相机的俯仰角Pitch的值,假定是30度,可以根据具体情况调节
//相机的俯仰角和偏航角,Y方向偏航和目标对象一致
Quaternion ro = Quaternion.Euler(Pitch, transform.rotation.eulerAngles.y, );
2. 计算指定长度Distance的向量,这个向量是与世界坐标z方向平行
var vector = Vector3.forward * Distance;
3. 用上面的相机旋转值左乘第二步得到的向量,改变这个向量的方向( 四元数左乘向量,改变向量的方向)
vector = ro * vector;
4. 用目标位置减去vector,得到指向目标位置的坐标点,也就是相机的最终位置。(为什么这样就得到位置了,回去看看向量的知识吧)
var pos = transform.position - vector;
5. 最后,将旋转值和坐标赋值给相机,相机就完成了跟随效果, 是不是很简单
CameraGo.transform.position = pos;
CameraGo.transform.rotation = ro;
//相机的俯仰角和偏航角,Y方向偏航和目标对象一致
Quaternion ro = Quaternion.Euler(Pitch, transform.rotation.eulerAngles.y, );
//给向量赋予旋转
var distanceVector = ro * Vector3.forward * Distance;
var pos = transform.position - distanceVector;
CameraGo.transform.position = pos;
CameraGo.transform.rotation = ro;
至于相机围绕角色旋转,我们只需要改变一下Quaternion.Euler(Pitch, transform.rotation.eulerAngles.y, 0) 中transform.rotation.eulerAngles.y这个值本来这个值是指定相机朝向角色的方向,我们改变这个值,就可以实现相机围绕角色的效果。我们可以这样做
//delta就是围绕角色旋转的旋转角度0~360.
Quaternion ro = Quaternion.Euler(Pitch, transform.rotation.eulerAngles.y + delta, )
//角色移动
void SmoothMove()
{
Vector3[] vector3s = _transDataList;// CurvePath.PathControlPointGenerator(_transDataList);
int sample = _transDataList.Length * SampleRate; _movePtg += Time.deltaTime * MoveSpeed; //曲线插值
transform.position = CurvePath.Interp(vector3s, _movePtg / sample); //计算当前位置到下一个坐标点的向量
var vector = (transform.position - _prevPos).normalized;
//取得向量的方向
var rotation = Quaternion.LookRotation(vector, Vector3.right).eulerAngles;
//去处x和z方向的影响,仅作用y方向偏转
rotation.x = ;
rotation.z = ; //将物体旋转到指向下一个坐标点的方向
transform.rotation = Quaternion.Euler(rotation); _prevPos = transform.position;
if (_movePtg >= sample)
{
ResetLocalData();
}
} //相机跟随
void FollowCamera()
{
if (CameraGo == null) return; if(UseFollow != )
{
//相机的俯仰角和偏航角,Y方向偏航和目标对象一致
Quaternion ro = Quaternion.Euler(Pitch, transform.rotation.eulerAngles.y + Slider, ); //给向量赋予旋转
var distanceVector = ro * Vector3.forward * Distance;
var pos = transform.position - distanceVector;
CameraGo.transform.position = pos;
CameraGo.transform.rotation = ro;
return;
}
}