Unity 3D 实现第一人称视角

引言

第一人称视角的运用十分广泛,常见于我的世界、APEX、守望先锋以及许多FPS(First-Person Shooting第一人称射击)等游戏。

教程

那么,这类第一人称视角是如何实现的呢?

其实并不复杂,一个人物模型一个摄像机一个脚本,便可轻松实现。

1.创建人物模型

在 Hierarchy 栏目右击随机创建一个 3D Object

2.调整摄像机位置

将 Main Camera 拖动到创建好的 3D Object 模型下,成为它的子物体

调整好摄像机在模型内部的位置,充当眼睛,(建议放在中上部),来获取周围的环境

至此,一个简单的人物就做好了,有没有感到非常激动呢

3.编写脚本(核心部分)

姿态讲解

第一人称视角的旋转,事实上就是摄像机(Camera)不断发生姿态改变的过程

物体在三维空间中姿态的改变,可以被描述为3种基本行为:俯仰(pitch)、偏转(yaw)、翻滚(roll)

20201208085620654.jpg

俯仰(pitch):绕X轴旋转(类似于汽车上下坡)
偏转(yaw):绕Y轴旋转(类似于军训原地向左转、向右转)
翻滚(roll):绕Z轴旋转(类似于烤串)
*第一人称不用Z轴

因此,想要完成第一视角的移动,我们得达到以下目的:
鼠标向前移动时,进行向上的仰视
鼠标向后移动时,进行向下的俯视
鼠标向左移动时,进行向左(逆时针)的偏转
鼠标向右移动时,进行向右(顺时针)的偏转

代码讲解

如何用代码实现呢?
只需三步即可:获取摄像机计算转动角度将计算出的值赋给摄像机*

获取摄像机

public Transform camera;//存放相机

在 Main Camera 的 Inspector 中要将 Main Camera 绑定到对应位置

*计算转动角度

欧拉角
在Unity中,欧拉角(Euler Angles)用于描述物体的旋转状态,它由三个角度组成(X, Y, Z),即俯仰角(pitch)、偏转角(yaw)和翻滚角(roll)
在Transform组件中,可以通过eulerAngles属性获取或设置物体的欧拉角

首先设定俯仰偏转时的鼠标灵敏度

public float mousePitchSensitivity;//俯仰的鼠标灵敏度(绕X轴)
public float mouseYawSensitivity;//偏转的鼠标灵敏度(绕Y轴)

设定俯仰的最大角度(一般人抬头是不能看到后面的,除非你能下腰...)

 public float pitchLimit = 75;//俯仰的最大角度

通过
* 最终角度(AfterRot)=当前角度(localEulerAngles)+变化角度(Rot)
进行计算

float pitch = -Input.GetAxis("Mouse Y")*mousePitchSensitivity;//当前帧的俯仰值(变化的量)
float yaw = Input.GetAxis("Mouse X")*mouseYawSensitivity;//当前帧的偏转值(变化的量)

Vector3 rot = new Vector3(pitch, yaw, 0);//当前帧欧拉角发生的改变量

Vector3 afterRot;//改变后的欧拉角
afterRot.x = Mathf.Clamp(ClampAngle(camera.localEulerAngles.x) + rot.x, -pitchLimit, pitchLimit);
afterRot.y = camera.transform.localEulerAngles.y + rot.y;
afterRot.z = 0;

这里用到了一个 ClampAngle 函数,用于限制角度于(-180,180)之间
因为在访问物体欧拉角x/y/z数值时,Unity返回的读出值具有周期上的随机性(例如对于俯仰角x = 0,Transform.EulerAngle.x的读出值可能是-360,0,360中的一个)所以以此来避免

//将角度限制在(-180,180)
public float ClampAngle(float angle)
{
    if ( angle<=180 && angle>=-180)
    {
        return angle;
    }

    while (angle>180)
    {
        angle -= 360;
    }

    while (angle<-180)
    {
        angle += 360;
    }

    return angle;
}

附值给摄像机

camera.localEulerAngles = afterRot;//将最终的欧拉角赋给摄像机

最后将脚本挂载到 Main Camera 这样第一视角便可以实现了

完整代码

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics.Tracing;
using UnityEngine;

public class LookControl : MonoBehaviour
{
    public Transform camera;//存放相机

    public float mousePitchSensitivity;//俯仰的鼠标灵敏度(绕X轴)
    public float mouseYawSensitivity;//偏转的鼠标灵敏度(绕Y轴)

    public float pitchLimit = 75;//俯仰的最大角度

    //将角度限制在(-180,180)
    public float ClampAngle(float angle)
    {
        if ( angle<=180 && angle>=-180)
        {
            return angle;
        }

        while (angle>180)
        {
            angle -= 360;
        }

        while (angle<-180)
        {
            angle += 360;
        }

        return angle;
    }

    private void Start()
    {
        Cursor.lockState=CursorLockMode.Locked;//将鼠标光标锁定在窗口中心
        Cursor.visible = false;//隐藏鼠标光标
    }

    private void Update()
    {
        float pitch = -Input.GetAxis("Mouse Y")*mousePitchSensitivity;//当前帧的俯仰值(变化的量)
        float yaw = Input.GetAxis("Mouse X")*mouseYawSensitivity;//当前帧的偏转值(变化的量)

        Vector3 rot = new Vector3(pitch, yaw, 0);//当前帧欧拉角发生的改变量

        Vector3 afterRot;//改变后的欧拉角
        afterRot.x = Mathf.Clamp(ClampAngle(camera.localEulerAngles.x) + rot.x, -pitchLimit, pitchLimit);
        afterRot.y = camera.transform.localEulerAngles.y + rot.y;
        afterRot.z = 0;
        camera.localEulerAngles = afterRot;//将最终的欧拉角赋给摄像机
    }
}
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