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当玩家开始玩一款新的游戏时,要做的第一件事就是熟悉角色移动和相机控制。这是一件很有意思的事情,可以让玩家对游戏玩法有一定的预期。Hero Bor 游戏中的角色将是一个胶囊,可以使用键盘上的 W、A、S、D 或方向键进行移动和旋转。在本章,你将首先学习如何通过操纵对象的 Transform 组件来进行移动,然后了解如何通过对物体施加力来控制移动,使运动效果更真实。当移动玩家时,相机会从稍微靠近后方及上方的位置进行跟随,从而使实现瞄准这一射击机制更加容易。最后,本章将使用之前制作的可拾取道具来探索 Unity 的物理系统如何处理碰撞与交互。
本章包含以下内容:
当决定以何种最佳方式在虚拟世界中移动玩家时,需要考虑如何才能使移动看起来最真实,并避免昂贵的计算开销。在大部分情况下,我们都需要采用折中方案,Unity也不例外。
移动游戏对象的三种常见方式及结果如下。
注意:Unity 建议在移动或旋转游戏对象时保持一致的方式。你可以操纵对象的Transform或RigidBody组件,但不要同时使用它们两者。
我们想要把 Hero Born 设计为第三人称冒险游戏,这个游戏的起点就是一个可以通过键盘输入进行控制的胶囊以及跟随这个胶囊进行移动的相机。即使这两个对象在游戏中可以一起工作,但为了方便控制,我们还是将它们分开为好。
实践:创建胶囊
只需要执行如下步骤,即可创建出用来表示玩家的胶囊。
(1)在 Hierarchy 面板中使用 Create|3D Object|Capsule创建一个新的 Capsule对象,命名为Player。
(2)选择 Player 对象,单击 Inspector 面板底部的 Add Component 按钮。搜索Rigidbody 并按Enter 键,将 Rigidbody 组件添加到Player 对象上。
(3)展开Rigidbody组件底部的 Constraint 属性并选中 Freeze Rotation 中的x轴和y轴。
刚刚发生了什么
我们使用Capsule图形、Rigidbody 组件和亮绿色材质创建了 Player 对象。不必疑感Rigidbody 组件到底是什么,现在只需要知道 Rigdbody组件能使 Player 对象与物理系统进行交互即可。具体细节我们将在讨论 Unity 的物体系统时进行说明。
现在已经创建好了 Player 对象和相机,可以开始了解如何通过Transform组件来移动和旋转游戏对象了。Translate 和 Rotate 方法属于 Unity 提供的 Transform类,它们都需要使用一个向量作为参数。
在Unity 中,向量用来保存2D或3D空间中的位置和方向,因而存在两种变量:Vector2和 Vector3。这两种变量能够像任何其他变量那样使用,只不过它们代表不同的信息。因为我们的游戏是三维的,所以需要使用 Vector3,这意味着你需要知道x从2的值。对于2D 向量,则只需要知道x 和y的值。记住,3D 场景的当前朝向显示在场景中右上角的几何图形上
例如,如果想要创建向量来保存场景中原点的位置,可以使用如下代码:
Vector3 origin = new Vector(0f,0f,0f);
上述代码将创建一个 Vector3 变量并使用0按顺序初始化位置值。foat 类型的值带不带小数点都可以,但是必须以小写的f结尾。
我们还可以使用 Vector2和 Vector3 类的属性来创建方向向量:
Vector3 forwardDirection = Vector3.forward;
forwardDirection 变量指的是3D 空间中沿着z轴的场景方向,也就是前方,其中存储的并不是位置。本章后续部分会使用向量,现在只需要考虑 3D 运动的位置和朝向即可。
位置和朝向是很有用的概念,但只靠它们无法形成运动,还需要配合玩家输入才行。这就是引入 Input 类的原因所在,Input 类能将所有的按键输入和鼠标位置处理为相应的加速及陀螺仪数据。
对于 Hero Bomn 游戏来说,可使用键盘上的 W、A、S、D 键以及方向键来控制移动,并配合使用脚本,让相机能够跟随玩家光标所指的位置。为此,你需要理解输入轴是如何工作的。
使用 Edit|Project Settings|Input 打开InputManager 面板,
从中可以看到已配置好的 Unity 默认的输入列表,以 Horizontal 输入轴为例:Horizontal输入轴将Negative Button和 Positive Button 按钮分别设置为键位left和right;并且将AItNegative Button和Alt Positive Button 设置为键位a和d。
任何时候,当从代码中获取输入轴时,值的范围始终是 -1~1。例如,当左方向键或A 键被按下时,水平轴的值变为-1;释放按键时,值变回 0。同样,当右方向键或D键被按下时,水平输入轴的值会变化为 1。这种行为使你可以从代码中获取某个轴的不同输入,并且只需要一行代码,你不需要为了获取不同的值而输入一长串的if/else 语句。
获取输入轴很简单,只需要调用 Input.GetAxis 方法并指定输入类型的名称即可,稍后我们将采用这种方式来获取水平和垂直输入。
既可以按自己的需要修改默认的输入配置,也可以通过递增 Size 的值来创建自定义输入轴,然后重命名创建出来的副本。
实践:移动玩家
为了使玩家可以移动,需要为 Player 对象添加脚本。
(1)在 Scripts 文件夹中创建一个新的 C#脚本,命名为 PlayerBehavior,然后将这个脚本拖动至Player对象上。
- public class PlayerBehavior:MonoBehaviour
- {
- public float moveSpeed=10f;
- public float rotateSpeed=75f;
- private float vInput;
- private float hInput;
- void Update()
- {
- vInput=Input.GetAxis("Vertical")*moveSpeed;
- hInput=Input.GetAxis("Horizontal")*rotateSpeed;
- this.transform.Translate(Vector3.forward*vInput*Time.Time*deltaTime);
- this.transform.Rotate(Vector3.up*hInput*Time.deltaTime);
- }
- }
提示:
如果存在空的方法,例如本例中的 Start 方法,可以将其删除以保持代码清晰。当然,如果倾向于在脚本中保留它们,也可以。
声明两个公共变量作为乘数:
声明两个私有变量来保存来自玩家的输入,刚开始时不设置任何值:
Input.GetAxis(Vertical")用于检查上下方向键以及 W和S键何时被按下,然后将其值乘以moveSpeed.
Input.GetAxis("Horizontal")用于检查左右方向键以及A和D键何时被按下,然后将其值乘以rotateSpeed
使用Translate方法移动Player 对象的Transform组件
使用 Rotate 方法相对于传入的向量旋转玩家
如前所述,在 Translate和 Rotate 方法中使用方向向量只是达成目的的方式之也可根据轴输入创建新的 Vector3 变量并用作参数。
刚刚发生了什么
运行游戏后,就可以使用上/下方向键和 W/S键控制玩家前后移动,而使用左店方向键和A/D 键控制玩家左右旋转。我们仅仅使用很少的代码,就设置好了与帧率天关且易于修改的两个独立控件。然而,相机还不会跟随玩家移动,接下来就解决这问题
使一个对象跟随另一个对象的最简单方式就是将其中一个对象设置为另一个对象的子对象。但是,这意味着 Player 对象发生的任何移动或旋转都会影响到相机,这并不是我们想要的效果。幸运的是,Tansform类提供的方法使得相对于 Player 对象设相机的位置和旋转变得十分简单。
实践:编写相机行为
为了使相机的行为完全与 Player 对象的移动分离开来,我们需要控制相机相对于哪个目标来摆放,目标可以在Inspector 面板中进行设置。
(1)在Scripts 文件夹中创建一个新的C#脚本,命名为CameraBehavior,然后拖放至Main Camera对象上
- public class CameraBehavior : MonoBehaviour
- {
- public Vector3 camoffset = new Vector3(0,1.2,-2.6);
- private Transform target;
- void Start()
- {
- target=GameObject.Find("Player").transform;
- }
- void LateUpdate()
- {
- this.transform.position=target.TransformPoint(camOffset);
- this.transform.LOOkAt(target);
- }
下面对上述代码进行解释。
声明一个Vector3变量来存储想要的 Main Camer 对象与Player 对象之间的偏郑距离
创建一个Transfom变量来保存 Player 对象的变换信息
使用GameObject.Find 方法在场景中按名称查找Player 对象并获取Player对象的transfomm属性,这意味着存储在target 变量中的 Player对象的位置会在每一进行更新。
LateUpdate是MonoBehaviour 脚本提供的方法,就像 Start和Update 方法一样,LateUpdate方法也在Update 方法之后执行。由于 PlayerBehavior 脚本在Update 方法中移动了Player对象,因此我们希望 CameraBehavior 脚本在移动操作完成之后执行;这祥可以确保 target变量引用的是最新位置。
每都把相机的位置设置为 target.TransformPoint(camOfset)以产生跟随效果
LookAt方法会在每一更新胶囊的旋转值,使其朝向传入的Transform对象(本例中的 target 变量)所在的位置
同刚发生了什么
这里有大量知识需要消化吸收,如果按时间顺序进行分解的话,理解起来会简单一些。
(1)首先为相机创建了偏移位置
(2)然后查找并存储 Player 对象(也就是场景中的胶囊)的位置。
(3)最后,在每一帧都手动更新位置和朝向,使相机一直按设置好的距离跟随并朝向玩家。
到目前为止,我们尚未讨论 Unity 引擎实际上是如何工作的以及如何在虚拟空间中创建出栩栩如生的交互与运动效果。本章的剩余部分将聚焦于 Unity 的物理系统
PhysX引擎中最重要的两个组件如下:
当两个游戏对象彼此碰撞时,Rigidbody 组件的属性决定了碰撞结果。举例来说如果一个游戏对象的质量比另一个大,那么轻一点的那个会被弹开,就像现实生活中一样。Rigidbody和 Collider 组件负责 Unity 中的所有物理交互。
在使用Rigidbody和Collider 组件时有一些注意事项,下面使用Unity 允许的移动类型的术语来进行解释.
提示:
我们现有的方式是操纵胶囊的 Transform 组件,同时使用 RigidBody 组件与物理系统进行交互,目的是想要在3D 空间中考虑移动与旋转。然而,这并不意味着可以在实际产品中使用,并且Unity 也建议避免在代码中混合使用Kinematic和Non-Kinematic 移动方式。
由于为Player对象添加了 Rigidbody 组件,因此我们应该使用物理引擎来控制移动而不是直接进行移动和旋转。力的施加方式有两种:
实践:访问Rigidbody组件
我们首先需要从 Player 对象中获取并存储想要修改的 Rigidbody 组件。
(1)按如下代码修改 PlayerBehavior 脚本:
- public class PlayerBehavior : MonoBehaviour
- {
- public float moveSpeed = 10f;
- public float rotateSpeed = 75f;
- private float vInput;
- private float hInput;
-
- private Rigidbody _rb;
-
- void start()
- {
- _rb = GetComponent
(); - }
-
- void Update ()
- {
- vInput = InputGetAxis("Vertical") * moveSpeed;
- hInput = Input.GetAxis("Horizontal") * rotateSpeed;
-
- this.transform,Translate(Vector3.forward * vInput*Time.delatTime);
-
- this,transform.Rotate(Vector3.up * hInput * Time.deltaTime);
- }
- }
下面对上述代码进行解释。
添加一个私有的 Rigidbody 变量,用来存储胶囊的 Rigidbody 组件信息
Start 方法会在初始化脚本时触发,也就是单击 Play 按钮时。在初始化过程中设置变量时都应该使用Start 方法。
使用GetComponent方法检查脚本上附加的对象是否包含指定的组件类型,在本例中也就是 Rigidbody 组件。如果找到了,就返回。如果没有找到,那么返回 null.但在这里,我们已经知道Player对象上附有 Rigidbody 组件。
注释掉 Update 方法中对 Transform 和 Rotate 方法的调用,从而避免同时使用两种不同的控制方式。这里依然保留获取玩家输入的方式,以便后续继续使用。
实践:移动刚体
打开PiayerBehavior脚本,在Update 方法中添加如下代码并保存文件.
- void FixedUpdate()
- {
- Vector3 rotation = Vector3.up * hInput;
- Quaternion angleRot = Quaternion.Euler(rotation *Time.fixedDeltaTime);
- _rb.MovePosition(this.transform.position +this.transform.forward * vInput * Time.fixedDeltaTime);
- _rb.MoveRotation( rb.rotation * angleRot);
- }
下面对上述代码进行解释
任何物理的或 Rigidbody 相关的代码都要放在 FixedUpdate 方法中,而不是放在Update 或其他 MonoBehaviour 方法中
创建一个新的 Vector3 变量以存储左右旋转值。Vector3.up* hInput 与我们之前在Rotate 方法中使用的旋转向量是相同的。
Outernion.Eulcr 接收一个 Vector3 变量作为参数并使用欧拉角的格式返回旋转值。
调用b组件的MovePosition 方法,该方法将接收一个 Vector3 变量作为参数并施加相应的力。
调用_b组件的MoveRotate 方法,该方法也将接收一个 Vector3 变量作为参数并施加相应的力。angleRot 已经包含来自键盘的水平输入,所以只需要将当前Rigidbody组件的旋转值乘以 angleRot 就能得到同样的左右旋转值。
刚刚发生了什么
如果现在运行游戏,就会发现玩家已经可以向着你看的方向前后移动了,同时还能沿着Y轴进行旋转。施加的力提供了相比直接平移/旋转更强大的效果,所以你需要调整好 Inspector 面板中的 moveSpeed 和 rotateSpeed 变量。至此,我们重建了之前已有的移动模式,并且拥有了更真实的物理效果。
Collider 组件不仅仅使游戏对象能被 Unity 的物理系统认知到,也使交互和碰撞成为可能。可将碰撞体想象为围绕在游戏对象周围的不可见力场:取决于设置,它们可能被通过,也可能被撞上,并且有一系列方法会在发生不同的交互行为时触发。
Pickup_Prefab 对象层次中的Capsule 对象
Capsule 对象周围的绿色形状是 Capsule Collider,可以通过 Center、Radius、Heig等属性进行移动和缩放。当创建基础图元时,碰撞体默认与图元形状匹配;因为现在创建了Capsule 图元,因此也会同时创建 Capule Collider。
碰撞体还支持Box、Sphere 和 Mesh 形状,可以手动从Compoent| Physics 菜单或单击Inpector 面板中的Add Component 按钮进行添加。
举个例子,当两个带有碰撞体的游戏对象碰在一起时,它们都会发送OnCollisionEnter 消息,其中包含将要碰到的对象的引用。这种消息可用于各种交互式事件,比如拾取物品。
实践:拾取物品
为了给 Pickup Item 更新碰撞逻辑,需要执行以下步骤。
(1)在Scripts 文件夹中创建一个新的C#脚本,命名为ItemBehavior,然后拖放至场景中Pickup Item 预制体之下的 Capsule 对象上,如图7-9 所示。注意,任何使用了碰撞检测的脚本都必须被附加到包含了 Collider 组件的游戏对象上,即使是预制体的子对象。
(2)使用Pickup Item 更新根预制体
(3)在ItemBehavior脚本中添加如下代码并保存:
- public class ItemBehavior : MonoBehaviour
- {
- void OnCollisionEnter(Collision collision)
- {
- if(collision.gameObject.name == “Player")
- {
- Destroy(this.transform.parent.gameObject);
- Debug.Log("Item collected!");
- }
- }
- }
(4)单击 Play 按钮,移动玩家至胶囊处并捡起胶囊!
下面对步骤(3)中的代码进行解释。
1.当把另一个对象移至 Pikcup_Item 且 isTrigger 处于关态时,Umy 会自动调用OnCollisionEnter 方法。
2.Collision 类的 gamebject 属性用于保存对 GameObject 碰撞体的引用。
以使用gameObject属性获取游戏对象的名称并使用if语检查碰撞体是否是Play对象。
3.如果碰撞体是 Player 对象,就调用 Destroy 方法,该方法接收一个游戏对象作为参数。
刚刚发生了什么
我们在本质上相当于将 lemBehavior 脚本设置为监听与 Pikup_Item 预制体Capsule 子对象发生的任何碰撞。每当发生碰撞时,ItemBehavior 脚本就会使OnCollisionEnler 方法检查碰撞对象是否为 Player 对象。如果是,就销毁(或收集)。果感到困惑,请将编写的碰撞相关代码当作来自 Pickup Item 预制体的通知的接收者每当胶囊被碰撞时,就会触发这些代码。
提示:
也可以创建类似的包含OnCollisionEnter方法的脚本并附加到Player对象上然后检测是否与 Pickup Item 预制体发生了碰撞。碰撞逻辑取决于碰撞对象的角度
默认情况下,碰撞体的 isTrigger 属性并未启用,物理系统会把这些碰撞体视为实体。然而,某些情况下我们需要使游戏对象可以穿过碰撞体,触发器就是为了处理这种情况而存在的。当isTrigger 属性被启用后,游戏对象就可以穿过碰撞体,但发送的通知会变为OnTriggerEnter、OnTriggerExit 和OnTriggerStay。
触发器多用于检测游戏对象是否进入某个特定区域或通过某个点。可使用触发器在敌人周围设置警戒区域,如果玩家进入触发区域,敌人就会受到惊扰,然后开始攻击玩家。
实践:创建敌人
为了创建敌人,需要执行以下步骤:
(1)在Hierarchy 面板中使用 Create 3D Object|Capsule 创建一个新的 Capsule图元,命名为 Enemy。
(2)在Materials 文件夹中使用Create|Material创建一个材质,命名为 Enemy_Mat,设置AIbedo属性为亮红色。然后拖动Enemy Mat 材质至 Enemy游戏对象上。
(3)选中Enemy游戏对象,单击Add Component按并搜索 Sphere Collider,然后按Enter键进行添加。选中is Trigger 复选框并将Radius设置为8.
刚刚发生了什么
新建的Enemy游戏对象现在围绕着一个半径为8的球形触发器。任何时候,当另一个对象进入、停留或离开时,Unity 都会发送能够被捕获到的通知,就像处理碰撞时一样。
实践:捕获触发器事件
为了捕获触发器事件,需要执行如下步骤
(1)在Scripts文件夹中创建一个新的C#脚本,命名为 EnemyBehavior,然后拖至Enemy游戏对象上。
(2)添加如下代码并保存文件。
- public class EnemyBehavior : MonoBehaviour
- {
- void OnTriggerEnter(Collider other)
- {
- if(other.name=="Player")
- {
- Debug.Log('Player detected - attack!");
- }
- }
-
- void OnTriggerExit(Collider other)
- {
-
- if(other.name=="Player")
- {
- Debug.Log("Player out of range,resume patrol");
- }
- }
- }
(3)单击 Play 按钮,走向Enemy 游戏对象以触发第一个通知,然后远离 Enemy游戏对象以触发第二个通知。
下面对步骤(2)中的代码进行解释。
任何时候,当一个对象进入 Enemy 游戏对象的球形触发器时,OnTriggerEnter方法就会被触发。
使用other 获取碰撞体对象的名称并使用if语句检查是不是 Player 对象。如果是,就输出 Player 对象位于危险区域的提示信息
当对象离开Enemy游戏对象的球形触发器时,触发OnTriggerExit 方法。
使用f 语句按名称检查离开球形触发器的对象。如果是 Player 对象,就将另一条信息打印到控制台,指示玩家现在是安全的
刚刚发生了什么
Enemy游戏对象的球形触发器会在自身被侵入时发送通知,EnemyBehavior脚本将捕获这些事件。任何时候,当玩家进入或离开球形触发器时,都会在控制台中打印调试日志以确保代码正常工作。
在本章,你创建了自己的第一款游戏,并积累了一定的经验。现在,你已经能使用向量和基本的向量运算来确定 3D 空间中的位置和角度,并且熟悉了玩家输入及移动和旋转 GameObject 的两种主要方法。你甚至深入接触了 Unity 的物理系统,熟悉了刚体、碰撞、触发器以及事件通知等知识。总而言之,你为 Hero Bor 游戏开了个好头。
下面将开始处理更多的游戏机制,包括跳跃、冲刺、射击以及与环境中的各个部分进行交互。