猿创征文 |【游戏开发实战——2D项目1 - Ruby‘s Adventure】控制游戏角色移动（1-2）

1）使用指南

①前言
本项目的完整开发流程在Unity官方项目的教学文档中编写了详细的教程文档，但是因为官方文档距离现在已经有一段时间了，个别地方有错误或者读者在使用自己机器上的Unity 编辑器进行操作的过程中，仍然遇到了零零散散的问题，无法再和官方教程相对应，本博客是对官网提供的项目的再补充以及个人心得复盘和经验分享。

本系列博客是来源于官方教程但是最终绝对会高于官方教程，让读者综合官方教程以及我自己的升华，能够独立开发出一个比官方教程更加完整可行的游戏。
最终的开发结果，使用资源也会开源在GitHub以及Gitee。

②官方教程地址
【官方文档 —— 1、设置 Unity 编辑器】
【官方文档 —— 2、主角和第一个脚本】
【官方文档 —— 3、角色控制器和键盘输入】
③如何处理本系列博客和官方教程之间的关系

个人建议是先大致浏览本系列专栏的博客，对注意事项和要点有个初步印象，再跟着官方文档逐步操作

因为本系列博客是对官方教程的修订，补充，升华，而且本系列博客的内容篇幅不会特别冗长，完整看完大概需要5 — 7 分钟。
假如只看文章的目录，留意需要订正的地方，那么大致只是需要1分钟左右。

2）具体步骤详细剖析

2.1）《1.创建新场景》再补充

在官方教程中，此处在创建新场景之后并没有介绍如何将相机挂接上去，故进行一定程度的补充。

现阶段其实也可以直接使用创建2D项目之后，自带的一个SampleScene开展后续的操作。

在创建好的MainScene场景中，进行如下操作的补充：
① 创建一个新的空的游戏对象
Create Empty 在Unity 编辑器中表示创建一个空的游戏对象。

名场面——面向对象学习

② 添加摄像机组件

③ 设置添加的Camera组件上的属性

主要是将Inspector中清楚标志的Clear Flags 调整为纯色Solid Color，以及将控制投影的Projection调整为正字形Orthographic，其他的可以保持默认。

其他内容以及步骤可以继续跟着教程做啦

2.2）《9.声明变量》再补充

在官方提供的Unity教程中，对各个Unity中的API 阐述比较模糊，教程的目的更多是想让大家快速做出成品，至于为什么需要调用这些API并未详细说明。

因为我自己已经跟着教程初步做成完这个项目，现在处于复盘和再认知阶段，我会尽可能详细的阐介绍代码中使用这些类，函数，变量的作用，做到知其然也能知其所以然。

① 用于表示 2D 向量和点 的 Vector2类
脚本 API —— Vector2
在2D场景中，可以使用该结构表示位置和向量。同理，当前的场景是3D的时候，就需要使Vector3。

本次项目中，主要是使用它的用于存储X分量的变量x 和 用于存储Y分量的变量y来存储在2D坐标下获得的位置信息。

② 用于描述对象的位置、旋转和缩放的Transform类
脚本 API —— Transform
在Unity 编辑器中，Inspector窗口中会显示加入场景中的游戏对象会默认添加一个Transform组件。

在Unity提供的库中，也设置了Transform类用于控制该组件，对于本案例而言，就使用了其中的position变量。

2.3）《4.审查你的脚本更改》再补充

在教程上面的内容中已经写到，在Unity 编辑器中 Edit -> Project Settings窗口中的 Input Manager 页面列出所有玩家能够进行输入的控件。
同时Unity提供的API中，也设置了相应的Input类用于操控编辑器中的这个用于检测用户输入的功能

③ 用于访问输入系统的接口，Input类
脚本API —— Input

在编辑器中，能够进行检测玩家输入的Axes目录下，在Input类中，也因此调用GetAxis类来检测玩家是否使用Horizontal以及Vertical列表下罗列的按键进行输入操作。

2.4）《11.以单位/秒表示 Ruby 的移动速度》再补充

按照教程文档中解释的，倘若直接把计算进行上下左右控制的功能写到一帧调用一次的Update函数中，再按照上述的计算逻辑，倘若有小伙伴计算机性能更加优秀比如一秒800帧，另一位小伙伴计算机性能较为一般，比如一秒30帧，在相同的时间中机器性能好的小伙伴已经进行800次位置计算了，而另一个，就蛮惨了。

下图是官方教程文档中的原话，可能有小伙伴读起来会比较拗口和难理解。

其大致思想是这种的：

首先，我们检测进行按键输入的功能是放在Update函数中的，该函数每一帧调用次。
其次，不同机器的帧率是不同，比如有些1秒10帧，那么一帧花费1/10秒；有些1秒60帧，那么每帧会花费1/60秒。
那么，无论不同的机器是多少帧的，最后计算的都是1秒 * 速度而产生的距离。
因为Update按照帧调用，60帧就是调用60次，每帧计算的距离是速度 * 每帧的间隔时间(Time.deltaTime)，
总的计算式就是 60 * 速度 * 1/60 = 速度 * 1秒

④ 从 Unity 获取时间信息的接口，Time类
脚本API —— Time
使用其静态变量deltaTime计算从上一帧到当前帧的时间间隔可以解决上述问题。
那么官方文档中推荐的代码我就不放这里了，相信大家已经跟着敲了。现在我们要完善文档中，当同时摁下垂直和水平的控制按键，出现速度叠加的情况。
关于速度叠加的原因，可以参考这篇文章的部分内容:
一个开发者的自学之路（7）——Unity3d中角色的移动

为了避免出现这种速度叠加的情况，较为统一的解决方法是使用标准化

//游戏角色的移动速度，开放为public，可以在Unity编辑器中进行设置
    public float speed =4.0f;
    //声明一个2D的刚体变量，用于存放游戏角色对象
    Rigidbody2D _rigidbody2d;
    //水平输入
    float _inputX;
    //垂直输入
    float _inputY;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        //返回Rigidbody2D类型的组件
        //务必已经在Ruby游戏对象上挂接Rigidbody2D组件
        _rigidbody2d = GetComponent();
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        /*
         * GetAxisRaw不使用平滑滤波器
         * 就是说GetAxis可以返回-1到1之间的数，比如检测到按键按下的时候，由0不断增加过渡到1
         * GetAxisRaw只能返回-1,0,1三个值！
         */
        _inputX = Input.GetAxisRaw("Horizontal");
        _inputY = Input.GetAxisRaw("Vertical");
		
        Vector2 input = new Vector2(_inputX, _inputY).normalized;
        _rigidbody2d.velocity = input * speed;
        
    }
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⑤ 用于 2D 精灵的刚体物理组件，Rigidbody2D
脚本API —— Rigidbody2D
向精灵添加 Rigidbody2D 组件后，其运动将受到物理引擎的控制。这意味着精灵将受到重力的影响，并且可以在脚本中使用力对其进行控制。通过添加适当的碰撞体组件，精灵还能响应与其他精灵的碰撞。
Rigidbody2D 类提供与 Rigidbody 类基本相同的功能，两者的区别在于：Rigidbody2D 用于 2D 环境，Rigidbody 用于 3D 环境。

⑥ 用于返回挂接Rigidbody2D 组件的游戏对象，GetComponent

  _rigidbody2d = GetComponent<Rigidbody2D>();
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对于此行代码，当我在游戏角色Ruby上挂着了Rigidbody2D 脚本，在Ruby运行该脚本，调用Start函数之后，就会返回Ruby游戏对象。

上述代码存在一个与C#不同的坑，看到尖括号<>的第一反应可能是泛型，但是泛型是用在定义通用类中，而此处的Getcomponent是一个公共函数
参加文献 —— C#泛型（Generic）

⑦ 表示 2D 向量和点 的 Vector2类的构造器 以及 变量
Vector2 —— Vector2构造器
构造器会使用传入的参数产生一个新的向量，normalized则是让向量的长度最大只能为1，通过这个限制，就能够解决速度叠加问题。

⑧ 表示刚体的速度矢量，即刚体位置的变化率，velocity
脚本API —— Rigidbody.velocity

3） 总结

① 清楚游戏角色对象移动的本质是位置的改变，因此我们应该围绕获取游戏对象的位置，修改其位置开展代码编写来实现角色移动。

②掌握按照速度*时间的方式来产生移动，避免出现因为帧率而产生不同的运行效果。

③ 基本知晓本篇文章中总结的8个经常在角色移动中经常涉及的类、方法、变量