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第五十章 Unity Input Manager 输入系统（上）

咆哮的程序猿 2024-06-14 17:20:17

简介第五十章 Unity Input Manager 输入系统（上）

Unity的输入系统支持多种输入设备，比如键盘和鼠标，游戏手柄，触摸屏，VR和AR控制器等等。Unity 通过两个独立的系统提供输入支持：第一，输入管理器 (Input Manager) 是 Unity 核心平台的一部分，默认情况下可用，属于旧的unity输入系统。第二，输入系统 (Input System) 是一个包，必须先通过 Package Manager 进行安装后才能使用，属于新的unity输入系统。当然，我们本课程仍然还是从旧的输入系统Input Manager开始讲解。

由于输入基本上都是在脚本中处理的，因此有关输入处理的代码逻辑都是在Update方法中实现。这里就需要介绍Unity提供的Input类，该类提供了很多的静态变量和静态方法用于输入信息的获取。其实，在我们之前的章节案例中，我们也使用过该类获取键盘输入，例如：Input.GetKey(KeyCode.A) 就用来判断用户是否按下了字母 A 键，也就是说，GetKey方法是用来获取键盘输入的，其参数就是键盘的键值，并且这些键值也都是Unity已经提供好的常量值。接下来，我们就来看看Input类到底给我们提供了那些变量和方法。

首先，我们先看看它里面的静态变量。

anyKey 当前是否有任何键或鼠标按钮处于按下状态。

anyKeyDown 在用户按任意键或鼠标按钮后的第一帧返回 true。

inputString 返回该帧输入的键盘输入。

location 用于访问设备位置的属性（仅限手持设备）。

mousePosition 鼠标当前的像素坐标位置。

我们只是简单介绍几个，我们重点介绍Input类的静态方法

GetKey 在用户按下 name 标识的键时返回 true。

GetKeyDown 在用户开始按下 name 标识的键的帧期间返回 true。

GetKeyUp 在用户释放 name 标识的键的帧期间返回 true。

以上三个方法主要用于键盘按键的获取。接下来，我们就使用代码来演示。我们创建一个新的“InputManagerDemo”工程，然后在默认的场景中创建“InputScript.cs”脚本文件，如下

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class InputScript : MonoBehaviour
{
    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        if (Input.GetKey(KeyCode.A))
        {
            Debug.Log("键值A");
        }
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.A))
        {
            Debug.Log("按下键值A");
        }
        if (Input.GetKeyUp(KeyCode.A))
        {
            Debug.Log("按上键值A");
        }
    }
}

然后我们将脚本附加到相机“Main Camera”上，然后运行工程，按下键值A进行测试。

在控制台，我们启用了折叠功能，就是将相同的日志一行显示，而后面的数字则是相同日志重复输出的次数。我们可以发现，当我们按下一次键值A的时候，GetKeyUp 和 GetKeyDown只会触发一次，而 GetKey 方法则会根据用户按下的时间长短触发多次。关于键值常量，我们也可以简单的说明一下，毕竟一个键盘的常用按键也并不多。

KeyCode.A – KeyCode.Z 代表26个因为字母，这个就不详细介绍了。

KeyCode.Alpha0 - KeyCode.Alpha9 代表主键盘上的数字键。

KeyCode.Keypad0 - KeyCode.Keypad9 代表小键盘上的数字键。

KeyCode.F1 - KeyCode.F12 代表F1-F12的功能键。

Backspace = 退格键；Delete = 删除键；Tab = 缩格键；Escape = 退出键；Space = 空格键；Return = 回车键；RightShift = 右shift键；LeftShift = 左shift键；RightControl = 右Ctrl键；LeftControl = 左Ctrl键；RightAlt = 右Alt键；LeftAlt = 左Alt键；UpArrow = 向上箭头键；DownArrow = 向下箭头键；RightArrow = 向右箭头键；LeftArrow = 向左箭头键。

关于这些键值，我们不需要刻意的记忆，在日常开发中，使用多了自然就记住了。

GetMouseButton 返回是否按下了给定的鼠标按钮。

GetMouseButtonDown 在用户按下给定鼠标按钮的帧期间返回 true。

GetMouseButtonUp 在用户释放给定鼠标按钮的帧期间返回 true。

以上三个方法主要用于鼠标按键的获取，其中参数值为 0 表示左按钮，1 表示右按钮，2 表示中间按钮。至于鼠标的位置信息则是通过静态变量mousePosition来获取到的。该静态变量是一个三维向量Vector3类型，对应的就是游戏窗口坐标系的x,y,z三个坐标值。请注意的是，游戏窗口坐标系的原点是左下角，并且z值一直都是0。接下来，我们同样使用脚本来说明鼠标按键的信息获取。

        if (Input.GetMouseButton(0))
        {
            Debug.Log("鼠标左键");
            Debug.Log("鼠标位置：" + Input.mousePosition);
        }
        if (Input.GetMouseButton(1))
        {
            Debug.Log("鼠标右键");
        }
        if (Input.GetMouseButton(2))
        {
            Debug.Log("鼠标中键");
        }
        if (Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            Debug.Log("鼠标左键按下");
        }
        if (Input.GetMouseButtonUp(0))
        {
            Debug.Log("鼠标左键按上");
        }

接下来，我们重新运行整个工程，然后依次按下鼠标左键，右键和中键，然后查看控制台输出，截图如下

与获取键盘按键方法是相似的，对于一次鼠标点击事件，GetMouseButton方法会多次调用，而GetMouseButtonUp 和 GetMouseButtonDown只会调用一次。Input.mousePosition输出位置坐标信息。请大家在使用的时候，一定要注意方法调用的次数。

GetAxis 返回由 axisName 标识的虚拟轴的值。

GetAxisRaw 返回由 axisName 标识的虚拟轴的值（未应用平滑过滤）。

GetButton 当按住 buttonName 标识的虚拟按钮时，返回 true。

GetButtonDown 在用户按下由 buttonName 标识的虚拟按钮的帧期间返回 true。

GetButtonUp 在用户释放由 buttonName 标识的虚拟按钮的第一帧返回 true。

上面的方法，主要用于“虚拟轴”和“虚拟按钮”。游戏中需要用到的按键分为两种，一种是开关键，就是只能两个状态的键（按下和按上），键盘上面的按键就属于此类。另一种是线性键(也就是“轴”键)，它的键值是在一个范围内取值的（比如-1到1之间），例如游戏手柄中控制前后左右的的摇杆。不管是“虚拟轴”和“虚拟按钮”，在Unity中统一使用“Axes”输入轴来表示（当轴键只有-1和1的时候就是按钮键）。Unity的输入轴与设备无关，它可以用于鼠标，键盘，游戏手柄以及其他设备。每种设备的按键都有自己的编号名称，他们都可以在Unity中被设置为对应的输入轴。Unity的输入轴都有一个自定义的名称，GetAxis方法和GetButton的参数就是输入轴的名称，只不过两个方法的返回值是不一样的。

bool Input.GetButton(“虚拟按钮”)：该方法可读取虚拟按钮，而不用关心真实绑定的键来源于鼠标，或者键盘，或者其他控制设备。它仅判断有没有键被按下或者抬起，无法判断方向是左，还是右。因此该方法的返回值是一个布尔类型。

float Input.GetAxis(“虚拟轴”)：即能判断有没有键被按下或者抬起，又能判断方向，返回值是一个-1到1之间的浮点数，值为0表示没有键被按下。[-1,0)表示有键被按下，方向左，(0,1]表示有键被按下，方向右。

由此可见，Unity的输入轴就是为了解决各种输入设备而设计的一个统一解决方案。我们点击菜单栏“Edit”->“Project Settings……”，在弹出的窗口左侧找到“Input Manager”，如下

首先是Size值，它代表Unity设置了18个不同的输入轴。当然我们还可以修改这个数值，增加我们自定义的输入轴。接下来，我们简单介绍几个Unity预定义的几个输入轴。首先是“Horizontal”水平轴和“Vertical”垂直轴。他们主要用于前后左右的方向信息输入。其中“Horizontal”就是左右方向的信息输入，而“Vertical”就是前后方向的信息输入。

请注意，每一种输入轴的配置参数都是一样的。我们简单介绍一下。

Name：输入轴的名称，可以在脚本中直接使用。比如：Input. GetAxis (“Vertical”);

Descriptive Name: 当输入值为正数时候所显示的名称。默认空白。

Negative Descriptive Name：当输入值为负数的时候所显示的名称。默认空白。

Nagative Button：负向按键名称。也就是说，我们指定使用设备的那个按键来获取负数输入值。对于水平和垂直轴来讲，对应的是键盘上面的方向键“left”和“down”。

Positive Button：正向按键名称。同理指定使用设备的那个按键类获取正数输入值。对于水平和垂直轴来讲，对应的是键盘上面的方向键“right”和“up”。

为什么会有正向和负向的区别呢？其实对于“虚拟按钮”而言，它只有两个状态值，因此正数和负数意义并不大。但是，对于“虚拟轴”而言，它的返回值为“-1”到“1”之间。如果正数代表一个方向的话，那么负数就代表另一个方向，并且数值的大小还可以表示按键按下的程度。因此，使用正负数来表示一个维度上面的两个方向是比较合适的。请注意，这两个正负按键设置可以是键盘上的键，也可以是游戏杆或鼠标上的按钮。我们只需要填写设备按键的名称即可。这里的“left”，“right”，“up”，“down”对应的是键盘上面的方向键。大家应该在很多游戏中，都会使用键盘方向键来控制前后左右的信息输入。

Alt Negative Button：备选负向按键名称。也就是说，我们还可以使用设备上其他按键获取负数输入值。对于水平和垂直轴来讲，对应的是键盘上的字母键“A”和“S”。

Alt Positive Button：备选正向按键名称。同理指定使用设备上其他按键获取正数输入值。对于水平和垂直轴来讲，对应的是键盘上面的字母键“D”和“W”。

很明显，这里的备选按钮设置的是键盘上面的“WASD”的字母键设置。大家应该在很多游戏中，都会使用键盘上面的“WASD”键来控制前后左右的信息输入。

Gravity：重力。如果玩家停止输入，该输入轴将恢复到空挡或0速度，其单位为单位每秒。

Dead：盲区。在模拟控制器上，在这个范围内的任何值都会映射到空档不会提供任何输入。

Sensitivity：灵敏度。输入轴向目标值移动的速度。单位为单位每秒。

以上三项主要是输入轴使用的优化设置。

Snap：捕捉。如果启用，当按下相反方向的按钮，该输入轴的值将重设为0。默认启用。

Invert：反转。如果启用，则交换正向和负向控制键。默认不启用。

以上两项主要是输入轴使用的设置。

Type：类型。设置输入设备类型。可以为Key or MouseButton，Mouse Movement，Joystick Axis。默认是Key or MouseButton键盘或鼠标。所有的按钮（包括游戏手柄的按钮）输入都应设置为Key or MouseButton类型，对于鼠标移动（不是鼠标点击）和滚轮应设为Mouse Movement 类型，对于摇杆应该设为Joystick Axis类型。如果设置为Joystick Axis类型，我们接入游戏手柄设备之后，就可以使用摇杆来控制前后左右的信息输入。

Axis：轴。设置输入设备的输入轴。对于水平和垂直轴来讲，对应的是“X axis”和“Y axis”两个默认值。当然，我们还可以选择其他输入轴。其中前三种分别是X axis代表X轴、Y axis代表Y轴、3rd axis代表滚轮，后面的都是摇杆的输入轴。

JoyNum：摇杆编号。设置使用设备上的哪个摇杆。默认是接收所有摇杆的输入。

接下来，我们来看一看“Fire1”，“Fire2”，“Fire3”和“Jump”的输入轴设置。

根据Positive Button和 Alt Positive Button的设置可知，名称为“Fire1”的输入轴对应的是键盘上面的左Ctrl键以及鼠标左键。同理，“Fire2”输入轴对应的是键盘上面的左Alt键以及鼠标右键。同理，“Fire3”输入轴对应的是键盘上面的左Shift键以及鼠标中键。最后，“Jump”输入轴对应的只有键盘上面的空格键（没有备选按按键）。

        float x = Input.GetAxis("Horizontal");
        if (x != 0)
        {
            Debug.Log("Horizontal X :" + x);
        }
        float y = Input.GetAxis("Vertical");
        if (y != 0)
        {
            Debug.Log("Vertical :" + y);
        }
        bool ctrl = Input.GetButtonUp("Fire1");
        if (ctrl)
        {
            Debug.Log("ctrl :" + ctrl);
        }

接下来，我们就可以运行工程，然后按下键盘方向键或者WASD键进行水平方向和垂直方向的测试，还可以按下左Ctrl键或者鼠标左击来测试“Fire1”的输入。截图如下

接下来是鼠标左键“Mouse X”，鼠标右键“Mouse Y”，鼠标滚轮中键“Mouse ScrollWheel”三个输入轴对应的设置。我们先看截图

对于鼠标移动的输入，我们不需要指定Button，而是应该指定Type为Mouse Movement类型，然后对应的Axis就是“X axis”，“Y axis”，“3 rd axis(Joystick and Scrollwheel)”三个。这样，我们就可以使用“Mouse X”，“Mouse Y”和“Mouse ScrollWheel”获取到鼠标移动的输入信息。那么他们返回什么数据呢？对于“Mouse X”和“Mouse Y”代表的是鼠标的移动方向，负值代表左下方向移动，正值代表右上方向移动，而数值的大小可以理解为偏移量（数值为-1到1之间，表示前后鼠标位置的差异）。而“Mouse ScrollWheel”代表的是鼠标中键前后滚动方向，负值代表向后滚动，正值代表向前滚动。我们可以使用代码来验证。

        float mx = Input.GetAxis("Mouse X");
        if (mx != 0)
        {
            Debug.Log("Mouse X :" + mx);
        }
        float my = Input.GetAxis("Mouse Y");
        if (my != 0)
        {
            Debug.Log("Mouse Y :" + my);
        }
        float mz = Input.GetAxis("Mouse ScrollWheel");
        if (mz != 0)
        {
            Debug.Log("Mouse ScrollWheel :" + mz);
        }

请注意，Input.GetAxis("Mouse X")返回的是鼠标移动的偏移量，并不是获取鼠标点击事件，也不是鼠标在屏幕上面的位置坐标。这个偏移量可以用来表示鼠标的前后移动方向，可以将其转换为向量应用到游戏角色控制当中。我们场景中控制方向有很多不同的方式。键盘操作游戏角色移动，这个是最简单的，只需要参考自身坐标系前后左右移动即可。鼠标控制游戏角色移动分为两种方式，一种是鼠标移动控制游戏角色移动；另一种是鼠标点击控制角色移动。但是，两者的代码控制逻辑是一样的。他们两者的实现逻辑根据鼠标的2D坐标位置换算成场景中的3D坐标位置，然后根据前后两个坐标位置计算得出三维向量（偏移量），这个三维向量就是游戏角色移动的方向。当然，具体的操作应该是游戏角色旋转到目标方向（游戏角色看向目标点），然后依据自身坐标系向前移动即可。因此，这里最重要的就是这个代表方向的三维向量。这个可以使用向量减法来实现。而根据鼠标2D坐标位置换算成场景中的3D坐标位置，则是由变换矩阵或是射线来完成的。

总结：关于按键的输入，我们可以使用GetButton，GetButtonDown，GetButtonUp来获取按键的状态。这里的按键可以是键盘，鼠标按键，游戏手柄按钮，或者其他设备按键。这三个方法在游戏交互中已经足够使用了。至于鼠标位置信息的获取，其实我们使用的并不是很多。对于NGUI来讲，UI元素的事件属性已经可以帮我们处理大部分的交互逻辑了。

接下来我们发现Unity又给我们重复了几个输入轴。

其中，Horizontal，Vertical，Fire1，Fire2，Fire3，Jump是重复定义的。但是他们针对的是游戏手柄。我们以Horizontal举例查看

我们并没有设置对应的Button名称，而是设置Type为Joystick Axis为摇杆，同时设置Axis为 X axis使用游戏手柄的默认输入轴（摇杆的默认X轴）。在Joy Num中设置为任意摇杆输入。这样的设置，就会将游戏手柄的默认主摇杆设置为Unity的“Horizontal”输入轴。那么，我们就可以通过Input.GetAxis("Horizontal "); 来获取游戏手柄默认主摇杆水平X轴的输入。同理，也可以通过Input.GetAxis("Vertical "); 来获取游戏手柄默认主摇杆垂直Y轴的输入。接下来，我们在看看Fire1，Fire2，Fire3，Jump的设置，以Fire1为例说明

在“Positive Button”一项中我们设置的游戏手柄的按键名称为“Joystick Button 0”，它对应的就是游戏手柄上的“A”按键。并且Type一项又设置为按键类型了。如下图所示：

上图是我们经常使用的游戏手柄。他有两个摇杆，一个方向键盘，四个按钮（ABXY）按钮组成，当然在前侧面的两边还有LB，RB按键以及两个扳机键。这些按键都有自己的名称。

A： Joystick Button 0

B： Joystick Button 1

X： Joystick Button 2

Y： Joystick Button 3

LB：Joystick Button 4

RB：Joystick Button 5

……

这里就明白为什么我们在Unity中设置“Positive Button”的名称为什么是“Joystick Button 0”了吧。接下来，在Unity中剩余Fire2，Fire3，Jump三个输入轴对应的就是游戏手柄的Joystick Button 1，Joystick Button 2和Joystick Button 3，也就是上图中的B，X，Y三个按钮。接下来，我们就使用代码来测试一下

        float jx = Input.GetAxis("Horizontal");
        if (jx != 0)
        {
            Debug.Log("Joystick X :" + jx);
        }
        float jy = Input.GetAxis("Vertical");
        if (jy != 0)
        {
            Debug.Log("Joystick Y :" + jy);
        }
        bool a = Input.GetButtonUp("Fire1");
        if (a)
        {
            Debug.Log("Joystick A :" + a);
        }

这次我们将游戏手柄接入Unity，然后运行当前工程，不要使用鼠标和键盘，直接使用转动游戏手柄的默认主摇杆，在按下A按钮进行测试。