本文基于unity3D開發(fā)一個(gè)MMORPG游戲，闡述一下項(xiàng)目中研究3D自由視角控制 和 搖桿操作人物的經(jīng)驗(yàn)。
整體分為五個(gè)部分：
一、3D視角控制
二、搖桿操作移動(dòng)
三、3D視角結(jié)合搖桿一起操作
四、PC適配
五、多人網(wǎng)絡(luò)同步
一、 3D視角控制（移動(dòng)端）
3D視角控制的核心邏輯 ： 根據(jù)用戶滑動(dòng)屏幕的操作，實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)攝像頭的位置信息。
拆分一下，解決兩件事就行：
1、識(shí)別并獲取用戶滑動(dòng)屏幕的操作
2、實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)攝像頭的位置信息
先來解決第一件事：如何識(shí)別和獲取用戶滑動(dòng)屏幕的操作？
用戶在屏幕上的是touch事件，這件事比較簡單，直接拿用戶滑動(dòng)屏幕的距離即可，API：Input.GetTouch(0).deltaPosition
有可能多個(gè)手指在屏幕上滑動(dòng)，所以這里還必須處理的另一件事是多指觸控，代碼如下：
//雙指觸控管理函數(shù)
private void TwoFingerControl()
{
if (Input.touchCount == 0)
{
isInUITouch0 = false;
isInUITouch1 = false;
}
else if (Input.touchCount == 1)
{
if (Input.GetTouch(0).phase == TouchPhase.Began)
{
OnFingerDown(Input.GetTouch(0).position, 0);
}
else if (Input.GetTouch(0).phase == TouchPhase.Moved || Input.GetTouch(0).phase == TouchPhase.Stationary)
{
OnFingerMove(Input.GetTouch(0).deltaPosition, 0);
}
else
{
if (Input.GetTouch(0).phase == TouchPhase.Moved || Input.GetTouch(0).phase == TouchPhase.Stationary)
{
OnFingerMove(Input.GetTouch(0).deltaPosition, 0);
}
}
}
else if (Input.touchCount >= 2)
{
if (Input.GetTouch(0).phase == TouchPhase.Began)
{
OnFingerDown(Input.GetTouch(0).position, 0);
}
else if (Input.GetTouch(0).phase == TouchPhase.Moved || Input.GetTouch(0).phase == TouchPhase.Stationary)
{
OnFingerMove(Input.GetTouch(0).deltaPosition, 0);
}
if (Input.GetTouch(1).phase == TouchPhase.Began)
{
OnFingerDown(Input.GetTouch(1).position, 1);
}
else if (Input.GetTouch(1).phase == TouchPhase.Moved || Input.GetTouch(1).phase == TouchPhase.Stationary)
{
OnFingerMove(Input.GetTouch(1).deltaPosition, 1);
}
}
}
當(dāng)按下的時(shí)候判斷是哪個(gè)手指的序號(hào)，確認(rèn)一下是否觸摸在正確的位置上，如果是正確的位置，則將deltaPosition傳入onFingerMove方法做接下來的操作。
接下來解決第二件事：實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)攝像頭的位置信息
調(diào)用camera的RotateAround方法旋轉(zhuǎn)攝像頭。API：gameCamera.transform.RotateAround
但不能隨意選擇攝像頭，會(huì)引起穿模，所以就需要限制攝像頭的x坐標(biāo)不能超過一定角度，在這個(gè)角度上不會(huì)影響穿模，具體角度可以自行設(shè)定，這里是[10,80]
代碼如下：
//獲取攝像機(jī)初始位置
Vector3 pos = gameCamera.transform.position;
//獲取攝像機(jī)初始角度
Quaternion rot = gameCamera.transform.rotation;
//攝像機(jī)圍繞player的位置延player的Y軸旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的速度為鼠標(biāo)水平滑動(dòng)的速度
gameCamera.transform.RotateAround(player.transform.position, player.transform.up, deltaPosition.x * rotaSpeed);
//可以設(shè)定人物的方向要不要跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)
//player.transform.RotateAround(player.transform.position, player.transform.up, deltaPosition.x * rotaSpeed);
//攝像機(jī)圍繞player的位置延自身的X軸旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的速度為鼠標(biāo)垂直滑動(dòng)的速度
gameCamera.transform.RotateAround(player.transform.position, gameCamera.transform.right, -deltaPosition.y * rotaSpeed);
//獲取攝像機(jī)x軸向的歐拉角
float x = gameCamera.transform.eulerAngles.x;
//如果攝像機(jī)的x軸旋轉(zhuǎn)角度超出范圍,恢復(fù)初始位置和角度
if (x < 10 || x > 80)
{
gameCamera.transform.position = pos;
gameCamera.transform.rotation = rot;
}
把以上代碼放到update()函數(shù)體中調(diào)用，即可完成3D視角控制的事情。
二、 搖桿操作移動(dòng)（移動(dòng)端）
搖桿操作移動(dòng)的核心原理：制作一個(gè)搖桿按鈕，記錄用戶觸摸操作搖桿的實(shí)時(shí)位置，從而控制人物的方向和位置信息。
第一件事：制作一個(gè)搖桿按鈕，記錄用戶觸摸搖桿的實(shí)時(shí)位置
1、用兩張圖疊加一下，掛載到一個(gè)GameObject上，取名joystick
2、在這個(gè)物體上增加兩個(gè)Event Trigger事件，分別是Drag和End Drag，讓按鈕可以拖動(dòng)事件返回 和 結(jié)束拖動(dòng)的事件返回
3、綁定一個(gè)joystick的腳本，處理這兩個(gè)事件，拿到用戶觸摸搖桿的實(shí)時(shí)位置信息
//拖動(dòng)
public void on_stick_drag() {
Vector2 pos = Vector2.zero;
//多指的判斷就不再這里貼了
RectTransformUtility.ScreenPointToLocalPointInRectangle(this.transform as RectTransform, Input.GetTouch(0).position, this.cs.worldCamera, out pos);
float len = pos.magnitude;
if (len <= 0) {
this.touch_dir = Vector2.zero;
return;
}
// 歸一化處理，方便后續(xù)做其他邏輯
this.touch_dir.x = pos.x / len; // cos(r)
this.touch_dir.y = pos.y / len; // (sinr) cos^2 + sin ^ 2 = 1;
if (len >= this.max_R) { // this.max_R / len = x` / x = y` / y;
pos.x = pos.x * this.max_R / len;
pos.y = pos.y * this.max_R / len;
}
this.stick.localPosition = pos;
}
//結(jié)束拖動(dòng)
public void on_stick_end_drag() {
this.stick.localPosition = Vector2.zero;
this.touch_dir = Vector2.zero;
}
這樣通過這兩個(gè)事件觸發(fā)就拿到了拖動(dòng)和結(jié)束拖動(dòng)的信息，并且將拖動(dòng)的坐標(biāo)歸一化處理。
第二件事：根據(jù)拖動(dòng)的歸一化數(shù)據(jù)，控制人物移動(dòng)
private void onJoyStickEvent(string uname, object udata) {
if (this.state != (int)RoleState.Idle && this.state != (int)RoleState.Run) {
return;
}
if (dir.x == 0 && dir.y == 0) {
this.setState((int)RoleState.Idle);
return;
}
this.setState((int)RoleState.Run);
float vx = this.speed * dir.x;
float vz = this.speed * dir.y;
float dt = Time.deltaTime;
Vector3 pos = this.transform.position;
pos.x += (vx * dt);
pos.z += (vz * dt);
if (!this.astar.isWordPosCanGo(pos)) {
return;
}
this.transform.LookAt(pos);
this.transform.position = pos;
}
拿到歸一化的x和y坐標(biāo)，乘以速度，然后更新玩家的朝向和位置信息。
到這里，3D視角控制和搖桿操作這兩部分就完成了，但有個(gè)很大的問題，目前不能一個(gè)手指控制搖桿，一個(gè)手指控制視角，所以接下來看第三部分。
三、 3D視角結(jié)合搖桿一起操作
這個(gè)雙指同時(shí)操作的核心原理：先判斷攝像頭旋轉(zhuǎn)后的方向信息，然后將搖桿移動(dòng)的坐標(biāo)信息旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度得到正確的移動(dòng)坐標(biāo)位置。
先判斷哪個(gè)手指是搖桿，哪個(gè)手指是視角控制。這件事就不闡述了
來看下核心點(diǎn)：如何判斷攝像頭旋轉(zhuǎn)后的方向信息，然后將移動(dòng)的坐標(biāo)信息旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度得到正確的移動(dòng)坐標(biāo)位置。
從數(shù)學(xué)上來講，就是已知圓心(0,0)的情況下，將一個(gè)點(diǎn)(x,y)，旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，得到一個(gè)新的點(diǎn)(x1,y1)
具體介紹可以看這篇文章：https://www.zhihu.com/question/58468471
公式是：
/** 旋轉(zhuǎn)公式
* x1=xcosθ-ysinθ
* y1=xsinθ+ycosθ
*/
直接上代碼：
//因?yàn)槲业臄z像頭是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的，這個(gè)公式求的是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的新位置，所以需要將攝像頭順時(shí)針轉(zhuǎn)向的角度 轉(zhuǎn)換成 逆時(shí)針轉(zhuǎn)向的角度，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度就等于逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)360減去這個(gè)角度
float rotateAngel = 360 - gameCamera.transform.eulerAngles.y;
//計(jì)算一個(gè)點(diǎn) 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了rotateAngel角度之后，得到的新點(diǎn)坐標(biāo)
//這個(gè)意思是，攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度之后，要將人物操作桿的坐標(biāo)重定向到新方向的坐標(biāo)位置
/** 旋轉(zhuǎn)公式
* x1=xcosθ-ysinθ
* y1=xsinθ+ycosθ
*/
float x1 = dir.x * Mathf.Cos(rotateAngel * Mathf.Deg2Rad) - dir.y * Mathf.Sin(rotateAngel * Mathf.Deg2Rad);
float y1 = dir.x * Mathf.Sin(rotateAngel * Mathf.Deg2Rad) + dir.y * Mathf.Cos(rotateAngel * Mathf.Deg2Rad);
dir.x = x1;
dir.y = y1;
這樣的話，就搞定了搖桿移動(dòng)和視角控制混合操作了。
四、 PC適配
簡單說一下PC適配的兩個(gè)邏輯，移動(dòng)控制是將AWSD按鍵換算成搖桿操作的4個(gè)歸一化方向，分別是(0,1),(1,0),(0,-1),(-1,0)
代碼如下：
if (Input.GetKey(KeyCode.W))
{
EventMgr.Instance.Emit("JoyStick", new Vector2(0, 1));
}
else if (Input.GetKey(KeyCode.S))
{
EventMgr.Instance.Emit("JoyStick", new Vector2(0, -1));
}
else if (Input.GetKey(KeyCode.D))
{
EventMgr.Instance.Emit("JoyStick", new Vector2(1, 0));
}
else if (Input.GetKey(KeyCode.A))
{
EventMgr.Instance.Emit("JoyStick", new Vector2(-1, 0));
}
//如果鼠標(biāo)抬起來，就取消人物的動(dòng)作
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.W) || Input.GetKeyUp(KeyCode.S) || Input.GetKeyUp(KeyCode.A) || Input.GetKeyUp(KeyCode.D))
{
EventMgr.Instance.Emit("JoyStick", new Vector2(0, 0));
}
另一個(gè)邏輯是，視角控制是將移動(dòng)端的touch事件轉(zhuǎn)換成PC的鼠標(biāo)事件，用MouseX代替touch.deltaPos其他邏輯是一致的
代碼如下：
private void RotateView()
{
#if UNITY_EDITOR || UNITY_STANDALONE_WIN
if (Input.GetMouseButtonDown(1))
{
isRotaing = true;
}
if (Input.GetMouseButtonUp(1))
{
isRotaing = false;
}
if (isRotaing)
{
//獲取攝像機(jī)初始位置
Vector3 pos = gameCamera.transform.position;
//獲取攝像機(jī)初始角度
Quaternion rot = gameCamera.transform.rotation;
//攝像機(jī)圍繞player的位置延player的Y軸旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的速度為鼠標(biāo)水平滑動(dòng)的速度
gameCamera.transform.RotateAround(player.transform.position, player.transform.up, Input.GetAxis("Mouse X") * rotaSpeed);
player.transform.RotateAround(player.transform.position, player.transform.up, Input.GetAxis("Mouse X") * rotaSpeed);
//攝像機(jī)圍繞player的位置延自身的X軸旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的速度為鼠標(biāo)垂直滑動(dòng)的速度
gameCamera.transform.RotateAround(player.transform.position, gameCamera.transform.right, -Input.GetAxis("Mouse Y") * rotaSpeed);
//獲取攝像機(jī)x軸向的歐拉角
float x = gameCamera.transform.eulerAngles.x;
//如果攝像機(jī)的x軸旋轉(zhuǎn)角度超出范圍,恢復(fù)初始位置和角度
if (x < 10 || x > 80)
{
gameCamera.transform.position = pos;
gameCamera.transform.rotation = rot;
}
}
cameraOffset = gameCamera.transform.position - player.transform.position;//更新
#elif UNITY_ANDROID
TwoFingerControl();
cameraOffset = gameCamera.transform.position - player.transform.position;//更新
#endif
}
五、 多人網(wǎng)絡(luò)同步（狀態(tài)同步）
多人網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)同步涉及前后端通信，不是本文重點(diǎn)
簡單描述下狀態(tài)同步流程：
1、客戶端將joystick拿到的觸摸信息歸一化，加上玩家攝像頭轉(zhuǎn)向信息合并，就是第三部分的混合計(jì)算出來的轉(zhuǎn)向+位置信息，發(fā)送給后臺(tái)
2、后臺(tái)根據(jù)客戶端的這些信息來計(jì)算這個(gè)用戶的坐標(biāo)位置（可以設(shè)置處理間隔，比如1秒處理20次，就是50ms一次計(jì)算，根據(jù)后臺(tái)處理能力和客戶端位置同步幀率來平衡這個(gè)間隔）
3、后臺(tái)計(jì)算得到的坐標(biāo)發(fā)送給客戶端，客戶端根據(jù)這個(gè)位置調(diào)整玩家的朝向和位置。
這里面有個(gè)點(diǎn)，實(shí)際上后臺(tái)只計(jì)算玩家的朝向和位置，客戶端攝像頭的3D視角的角度是不用后臺(tái)關(guān)心的。
