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第十九章 Unity 其他 API
本节介绍一些其他经常使用的Unity类。首先,我们回顾一下Vector3向量类,它既可以表示方向,也可以表示大小。它在游戏中可以用来表示角色的位置,物体的移动/旋转,设置两个游戏对象之间的距离。在我们之前的课程中,我们讲过向量的一些运算。例如向量的加法可以表示两个方向的最终移动效果,向量的减法可以获取一个游戏对象到另一个游戏对象的方向和距离(注意减数和被减数的位置不同将导致向量的方向不同)。在制作游戏过程中,有时候只需要知道向量的方向而不需要知道向量的大小,这时候常常使用单位向量来表示方向。我们把一个向量转换为单位向量的过程叫做单位化或者标准化,或者归一化。
关于旋转,在Unity中虽然可以使用Vector3向量实现,但是更多的是使用Quaternion四元数类,它用来描述从一个方向到另一个方向的相对旋转。下面介绍四元数的一些常用方法:
Quaternion.LookRotation 使用指定的 forward 和 upwards 方向创建旋转四元数。
Quaternion.Angle 返回两个旋转 a 和 b 之间的角度(以度为单位)。
Quaternion.AngleAxis 创建一个围绕 axis 旋转 angle 度的旋转四元数。
Quaternion.FromToRotation 创建一个从 fromDirection 到 toDirection 的旋转四元数。
Quaternion.RotateTowards 将旋转 from 向 to 旋转。
Quaternion.Slerp 在四元数 a 与 b 之间按比率 t 进行球形插值。参数 t 限制在范围 [0, 1] 内。这可用于创建一个旋转,以基于参数的值 a,在第一个四元数 a 到第二个四元数 b 之间平滑进行插值。如果参数t的值接近于 0,则输出会接近于 a,如果参数的值接近于 1,则输出会接近于 b。
Quaternion.Lerp 在 a 和 b 之间插入 t,然后对结果进行标准化处理。参数 t 被限制在 [0, 1] 范围内。该方法与上面的 Slerp 方法很类似。两者区别在于前者是球形插值(或者称之为弧形插值),后者则是线性插值。球形差值得到的数值更加的均匀,旋转效果会更加的平滑,但是计算量比线性大一些。
另外还有两个变量经常使用,如下所示:
identity 单位旋转(只读)。
eulerAngles 返回或设置旋转的欧拉角表示。
接下来,我们使用Quaternion.LookRotation方法进行旋转。首先我们需要创建一个新的场景“SampleScene9”,然后创建一个Cube和两个Sphere,他们的位置如下所示
Cube的位置参数如下
Sphere1的位置参数如下
Sphere2的位置信息如下
接下来,我们稍微调整一下相机的位置,让我们能够清晰的看到三个游戏对象。
接下来,我们保持相机选中状态,我们点击菜单栏“GameObject”->“Align View to Selected”
接下来,我们新建“CubeQuaternion.cs”脚本文件,并附加到Cube上面。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class CubeQuaternion : MonoBehaviour
{
// 两个Sphere游戏对象
private GameObject sphere1, sphere2;
// Start is called before the first frame update
void Start()
{
sphere1 = GameObject.Find("Sphere1");
sphere2 = GameObject.Find("Sphere2");
}
// Update is called once per frame
void Update()
{
// 按下数字1键,朝向 Sphere1 旋转
if (Input.GetKey(KeyCode.Alpha1))
{
//Debug.Log("按下数字1键,朝向 Sphere1 旋转");
Vector3 dir = sphere1.transform.position - transform.position;
transform.rotation = Quaternion.LookRotation(dir, Vector3.up);
}
// 按下数字2键,朝向 Sphere2 旋转
if (Input.GetKey(KeyCode.Alpha2))
{
//Debug.Log("按下数字2键,朝向 Sphere2 旋转");
Vector3 dir = sphere2.transform.position - transform.position;
transform.rotation = Quaternion.LookRotation(dir, Vector3.up);
}
}
}
上面的代码,我们就不过多解释了。我们直接Play运行工程查看效果。
我们首先按“1”键查看效果
我们发现Cube确实旋转了45度,从Inspector检视面板中的Y旋转值也可以看到-45度。
接下来,我们继续按下“2”键查看效果
我们发现Cube并没有旋转,但是Inspector检视面板中的Y旋转值确实改变成了45度。为了能够看到旋转的过程,我们使用Quaternion.Lerp方法来进行缓慢的旋转,代码修改
// 按下数字1键,朝向 Sphere1 旋转
if (Input.GetKey(KeyCode.Alpha1))
{
//Debug.Log("按下数字1键,朝向 Sphere1 旋转");
Vector3 dir = sphere1.transform.position - transform.position;
//transform.rotation = Quaternion.LookRotation(dir, Vector3.up);
Quaternion lookDir = Quaternion.LookRotation(dir, Vector3.up);
transform.rotation = Quaternion.Lerp(transform.rotation, lookDir, 1.0f * Time.deltaTime);
}
// 按下数字2键,朝向 Sphere2 旋转
if (Input.GetKey(KeyCode.Alpha2))
{
//Debug.Log("按下数字2键,朝向 Sphere2 旋转");
Vector3 dir = sphere2.transform.position - transform.position;
//transform.rotation = Quaternion.LookRotation(dir, Vector3.up);
Quaternion lookDir = Quaternion.LookRotation(dir, Vector3.up);
transform.rotation = Quaternion.Lerp(transform.rotation, lookDir, 1.0f * Time.deltaTime);
}
接下来,我们Play工程,查看运行效果,测试的时候要长按数字键哦。
现在的效果就非常明显了吧。
接下来我们介绍Time类,它提供了几个静态变量供我们使用。
deltaTime 完成上一帧所用的时间(以秒为单位)(只读)。
fixedTime 最近一次 FixedUpdate 已启动的时间(只读)。
frameCount 已经过的总帧数(只读)。
realtimeSinceStartup 游戏开始以来的实际时间(只读)。不受 Time.timeScale 的影响。
timeScale 时间流逝的标度。可用于慢动作效果。
time 此为自游戏启动以来的时间(以秒为单位)。
当 timeScale 为 1.0 时,时间流逝的速度与实时一样快。 当 timeScale 为 0.5 时,时间流逝的速度比实时慢 2x。当 timeScale 设置为 0 时,如果您的所有函数都是独立于帧率的, 则游戏基本上处于暂停状态(我们经常使用这个方式来暂定游戏)。timeScale 影响 Time 类的所有时间和增量时间测量变量(但 realtimeSinceStartup 和 fixedDeltaTime 除外)。如果您减小了timeScale,建议也将 Time.fixedDeltaTime 减小相同的量。当timeScale设置为0时,不会调用 FixedUpdate 函数。
接下来,我们在介绍Mathf类,里面包括了一些数学函数。
Abs 求绝对值
Ceil 向上取整
Floor 向下取整
Round 四舍五入
Cos 求余弦
Sin 求正弦
Tan 求正切
Lerp 在 a 与 b 之间按 t 进行线性插值。
Max 取最大值
Min 取最小值
Sqrt 开平方
接下来,我们在介绍Random类,提供简便的方法来生成各种常用类型的随机值。
Random.value 返回一个随机浮点数,范围在 0.0 和 1.0 之间。一种常见的用法是将返回结果乘以所选范围,从而将其转换为介于 0 和该范围之间的数。
Random.Range 返回一个介于所提供的最小值和最大值之间的数。它返回整数或浮点数,具体取决于提供的最小值和最大值是整数还是浮点数。
Random.insideUnitCircle 返回一个半径为 1 的圆内随机选择的圆内点。
Random.insideUnitSphere 返回一个半径为 1 的球内随机选择的球内点。
Random.onUnitSphere 返回一个半径为 1 的球上随机选择的球体的球面点。
接下来在介绍Application类的常用属性和方法
dataPath 游戏数据文件夹路径
persistentDataPath 持久化游戏数据文件夹路径
streamingAssetsPath StreamAssets文件夹路径
temporaryCachePath 临时文件夹路径
runInBackground 控制在后台时是否运行
OpenURL 打开一个URL
Quit 退出
接下来介绍Scene常用属性:
buildIndex 返回场景在Build Settings中的索引
isLoaded 返回场景是否已经加载
name 返回场景名称
path 场景的相对路径
GetRootGameObject 返回场景中所有根游戏对象
还有Scene常用方法:
sceneCount 当前已加载场景的数量
CreateScene 创建一个场景
GetActiveScene 获取当前激活场景
GetSceneByName 根据名称返回已加载的场景
LoadScene 加载场景
LoadSceneAsync 异步加载场景
SetActiveScene 激活场景
UnloadSceneAsync 移除并销毁场景
Debug 类用于可视化编辑器中的信息,这些信息可以帮助您了解或调查项目运行时发生的情况。使用该类在控制台窗口中打印消息,在 Scene 视图和 Game 视图中绘制可视化线条,以及在编辑器中从脚本暂停运行模式。Unity 本身有时会将错误、警告和消息记录到控制台窗口。Debug 类使您能够从您自己的代码中执行完全相同的操作,如下所示:
Debug.Log("白色字体");
Debug.LogWarning("黄色字体");
Debug.LogError("红色字体");
三种类型(错误、警告和消息)在控制台窗口中都有自己的图标类型。
Debug 类还提供了两种在 Scene 视图和 Game 视图中绘制线条的方法。
Debug可以画线段和射线:DrawLine 和 DrawRay。
Debug.DrawLine(开始点,结束点,颜色);
Debug.DrawLine(new Vector3(0,0,0), new Vector3(0,10,0), Color.red);
Debug.DrawRay(开始点,方向向量,颜色);
Debyg.DrayRay(new Vector(0,0,0), new Vector3(10,0,0), Color.blue);