Unity3D实现第一人称视角

引言

第一人称视角的运用十分广泛，常见于许多FPS（First-Person Shooting第一人称射击游戏）、交互式展览、空间漫游等项目。

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)

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

首先设定俯仰和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;
    else if (angle>180) angle-=360;
    else 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

最后将脚本挂载在 Main Camera 上 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;
        else if (angle>180) angle-=360;
        else 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
    }
}