标题：[Unity 3D] 1天开发闯关游戏_Part2_玩家交互
链接：Yew's Blog
日期：2024年1月8日

游戏操作

玩家功能部分

设置角色行走功能

利用网络上的素材，简单搭建场景并添加 Animator Controller 用来测试 Collider 和角色行走的功能

切换到侧视图，给小骷髅设置 Capsule Collider，给草方块添加 Mesh Collider

新建脚本：PlayerMovement.cs
在课堂上脚本的基础上，优化一下代码结构：利用 Character Controller 来控制玩家，可以用 SimpleMove 来代替 Translate 和一堆参数，还可以省去 RigidBody ，并且可以像 AI Navigation 中的 Agent 一样让角色能够走一定程度的障碍。

搭建如下障碍，并给角色添加 Character Controller。

优化后的代码如下：

public class PlayerMovement : MonoBehaviour
{
    public float moveSpeed;
    public float rotationSpeed;
    private CharacterController chracterController;

    private void Start()
    {
        chracterController = GetComponent<CharacterController>();
    }
    private void FixedUpdate()
    {
        float horizontalInput = Input.GetAxis("Horizontal");
        float verticalInput = Input.GetAxis("Vertical");

        Vector3 movementDirection = new Vector3(horizontalInput, 0, verticalInput);
        float magnitude = movementDirection.magnitude;
        movementDirection.Normalize();
        chracterController.SimpleMove(movementDirection * magnitude * moveSpeed);

        if (movementDirection != Vector3.zero)
        {
            Quaternion toRotation = Quaternion.LookRotation(movementDirection);

            transform.rotation = Quaternion.RotateTowards(transform.rotation, toRotation, rotationSpeed * Time.deltaTime);
        }
    }
}

只使用 Character Controller 效果如下：

行走改进：修复 Normalize 导致手柄无法线性控速

在获取输入的代码中，我们采用了以下代码来修复斜向速度超过1的问题：

movementDirection.Normalize();

但是这样也导致了小数值被格式化为 1，所以，在对数值格式化之前，应该先将 magnitude 存储起来，以确保游戏能在手柄上使用。

修改代码如下：

float magnitude = movementDirection.magnitude;
movementDirection.Normalize();
transform.Translate(movementDirection * magnitude * moveSpeed * Time.deltaTime, Space.World);

修改效果对比：

修改前	修改后

使用 CinemaMachine 添加跟随摄像机

在菜单栏 -- Window -- Package Manager，右上角搜索 Cinemachine，再点击 Install 安装。
在 Hierarchy 面板右键 -- Cinemachine -- Virtual Camera

这时，Main Camera 会出现一个 Cinemachine 的 logo，代表 Main Camera 被 Cinemachine 控制。在右侧的 Inspector 面板配置 Cinemachine：

效果如下：

镜头改进：Cinemachine 第三人称动画

在固定视角中，当玩家在某些场景下可能需要观察周围的环境，所以需要动鼠标或者右摇杆来旋转视角，而使用 Cinemachine 的固定跟随视角很明显不能做到，所以在这里，将镜头更改为第三人称动画：

修改相机焦点
在玩家角色下，新建一个空物体 CamFocus 作为子物体。待会儿将这个子物体作为相机焦点，高度差不多放在嘴巴高度。

新建摄像机
最开始创建的虚拟摄像机默认是固定视角的，所以我们需要新建一个 FreeLook Camera 作为第三人称摄像机。
将刚才新建的 CamFocus 拖到 FreeLookCam 的 Follow 和 LookAt

修改 Cinemachine 设置
在 Scene 视图中，我们可以看到 Cam 有 3 个圈，分别代表了 3 个不同高度的摄像机运动路径。我们按照“站得高看得远” 的原则，设置 3 个圈的半径如下：

修改脚本，设置视角旋转
接下来，修改脚本，以支持鼠标旋转视角。
为了让角色的朝向和视角的朝向一致，我们要先引入摄像机组件，并且将摄像机组件的 y 轴旋转值传递给角色朝向：

[SerializeField]
private Transform cameraTransform; //引入摄像机位置组件

注意，上方代码的 [SerializeField] 是序列化的意思，序列化了之后，你就可以在 Inspector 面板看到 cameraTransform （即使是 private 属性），这样可以方便开发者传参，也有效避免了被其他类访问导致代码出错。

接下来，将相机的 y 轴旋转值赋值给 moveDirection：

// 将移动方向转换为相机的方向
movementDirection = Quaternion.AngleAxis(cameraTransform.rotation.eulerAngles.y, Vector3.up) * movementDirection;
movementDirection.Normalize();

镜头改进：细节设置

隐藏光标
还没完，要真正实现鼠标转换视角总得把光标隐藏了吧？
在脚本中添加如下方法，代码很简单，字面意思，懒得解释了：

// 锁定焦点、隐藏光标
private void OnApplicationFocus(bool focus)
{
    if (focus)
    {
        Cursor.lockState = CursorLockMode.Locked;
    }
    else
    {
        Cursor.lockState = CursorLockMode.None;
    }
}

接下来，将 Main Camera 拖到 Camera Transform 中：

自动同步朝向
在 FreeLookCam 中，继续进行以下设置:

自动躲避障碍
在 Inspector 面板中， 找到 Extension，添加 Cinemachine Collider：

反转轴向

摇杆视角
接下来，给手柄的右摇杆添加控制视角功能：
Edit -- Project Setting -- Input Manager，找到 Mouse X：
Duplicate Array Element，参数如下：

再找到 Mouse Y，同样的操作，不过选择 5th axis。

最终，镜头改进之后，我们实现了如下功能：

• 相机可以聚焦角色头部
• 遇到障碍后自动向前运动
• 角色转向后自动与角色朝向同步
• 摇杆可以控制视角

效果如下：

使用 Character Controller 添加跳跃功能

分析跳跃逻辑如下：

根据跳跃逻辑，我们可以设置变量 jumpSpeed 和 ySpeed 计算角色的高度，并赋值给 Character Controller 的 Move 方法。
首先，新增如下变量：

public float jumpSpeed;//修改跳跃高度
private float originalStepOffset; //跳跃前的偏倚
private float ySpeed;

在 Start() 方法中存储原始的步长偏移

originalStepOffset = characterController.stepOffset;// 存储原始偏移

在 FixedUpdate() 方法中计算 y 轴高度：

// 计算y高度
ySpeed += Physics.gravity.y * Time.deltaTime;
if (characterController.isGrounded)
{
    characterController.stepOffset = originalStepOffset; // 恢复原始偏移
    ySpeed = -0.5f;// 跳跃后给y固定一个稳定的值

    if (Input.GetButtonDown("Jump"))
    {
        ySpeed = jumpSpeed;
    }
}
else
{
    characterController.stepOffset = 0; // 跳跃时将原始偏移设置为0
}

修改原来的 SimpleMove() 方法，将跳跃高度加入到 Character Controller 中

// 添加了y轴的速度
Vector3 velocity = movementDirection * magnitude;
velocity.y = ySpeed;
characterController.Move(velocity * Time.deltaTime);

效果如下：

因为跳跃的动画幅度较大，直接跳跃有可能会让动画跟不上（别问，问就是调一天也没调好），所以我们将跳跃拆成3个阶段：跳起、滞留、落地。
去 Adobe 的动作库网站： mixamo，将我们的小骷髅建模上传上去，分别找到这三个动作，然后下载。

将三个动作导入到Unity中，并对刚才的三个动作进行设置根动画，其中：Falling Idle 需要勾选 Loop Time，确保滞空的时候动作时间够长。

跳跃改进：增加缓冲区

由于玩家是存在反应时间的，如果没有缓冲区，在游玩过程中很容易出现以下情况：

改进的跳跃逻辑如下：

首先，增加变量用于检测跳跃按钮按下的时间：

public float jumpingBufferTime; //设置跳跃误差时间
private float? lastGroundedTime; //上一次接触地面的时间，?表示可以为空值(null)
private float? lastJumpPressedTime; //上次点击跳跃的时间

在 Update() 方法中，更新如下代码用于记录时间：

// 每次刷新，更新落地时间和跳跃按钮时间
if (characterController.isGrounded)
{
    lastGroundedTime = Time.time;
}
if(Input.GetButtonDown("Jump"))
{
    lastJumpPressedTime = Time.time;
}

在记录了时间之后，判断是否满足缓冲区并给予 ySpeed

// 误差时间内，如果跳跃按钮被按下，则跳跃
if (Time.time - lastGroundedTime <= jumpingBufferTime)
{
    characterController.stepOffset = originalStepOffset; // 恢复原始偏移
    ySpeed = -0.5f;// 跳跃后给y固定一个稳定的值

    if (Time.time - lastJumpPressedTime <= jumpingBufferTime)
    {
        ySpeed = jumpSpeed;
        //清空数值，以免重复跳跃
        lastJumpPressedTime = null;
        lastGroundedTime = null;
    }
}
else
{
    characterController.stepOffset = 0; // 跳跃时将原始偏移设置为0
}

这里我们将 JumpSpeed 设置为 5，JumpBufferTime 设置为 0.2 秒，更方便观察连跳效果。
改进后的跳跃效果如下：
（可能看不出来的，但是游玩过程中能明显发现起跳更容易了）

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