SAIMA/Assets//脚本/Horse.cs

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C#
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任务:实现基本玩法 1.策划数学模型 2.搬迁工具类如单例模式模板 3.创建玩家类,用于接受和发出指令、记录玩家信息等 4.创建马类,用来接受信息、物理计算、控制马的碰撞等模拟等 5.实装数学模型,实现马脚的控制 6.探索物理实现方式,给控制点加上碰撞体和刚体,似乎可行 --NG,分离的刚体无法作为整体传递力,脚的反作用力传不到身体上 7.把操控分组,左摇杆控制后两条腿、右摇杆控制前两条腿 8.探索物理的实现方式,尝试仅在主物体上挂载仅一个刚体,探索碰撞体组的使用方式/ ((1.给马添加四个碰撞体代表马足 ((2.每帧刷新碰撞体的偏移,使其对准真实马蹄位置,所以需要找准offset和世界空间下位置的对应关系 ((3.如何让马前进?目前发现无法使用真实物理的反作用力,只能根据输入或其他信息算出这个反作用力 (((1.最终应该通过原速度 + 计算出输入速度,不能使用力,因为使用力涉及的参数极多,很难修改 (((2.应该通过马足真实位置计算输入速度,不能使用控制点位置 (((3.每只足应该记住自己上一帧的位置,并每帧更新 ((4.本帧位置减上帧位置 = 运动速度,一个二维向量 ((5.并非一直有效,当本帧马足位置低于圆心 + 调整值时,才有效,否则该足贡献的速度为0.同时,需要有输入才有效,若无输入,同样贡献速度为0 ((6.NG,主要在判断速度是否有效上出了问题,试试每帧给足和地面测距,小于阈值的才给过,然后才加速度 ((7.GoodJob!通过上述方法和其他细微调整,已经使得马可以行走,并且得到不错的效果。但是肯定还有问题,需要后期更进一步调整 目前马能够受到控制,并且可以走动。同样支持键盘游玩,但是体验极差
2022-07-24 21:15:22 +08:00
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using Sirenix.OdinInspector;
/// <summary>
/// 马类,用于接受来自玩家的指令、进行物理模拟
/// </summary>
public class Horse : MonoBehaviour
{
// _____ _ _ _
// | __ \ | | | (_)
// | |__) | _| |__ | |_ ___
// | ___/ | | | '_ \| | |/ __|
// | | | |_| | |_) | | | (__
// |_| \__,_|_.__/|_|_|\___|
/// <summary>
/// 马的前腿根部
/// </summary>
[BoxGroup("必须绑定的物体")][Header("马的前腿根部")]
public Transform frontLegRoot;
/// <summary>
/// 马的后腿根部
/// </summary>
[BoxGroup("必须绑定的物体")][Header("马的后腿根部")]
public Transform backLegRoot;
/// <summary>
/// 马伸直腿后前脚底部
/// </summary>
[BoxGroup("必须绑定的物体")][Header("马前脚伸直后的最深位置")]
public Transform frontFoot;
/// <summary>
/// 马伸直腿后后脚底部
/// </summary>
[BoxGroup("必须绑定的物体")][Header("马后脚伸直后的最深位置")]
public Transform backFoot;
/// <summary>
/// 马脚Transform
/// </summary>
[BoxGroup("必须绑定的物体")][Header("马脚Transform必须按照左前、右前、左后、右后的顺序绑定")]
public Transform[] footsTransform;
/// <summary>
/// 腿做圆周运动的半径
/// </summary>
[BoxGroup("马的基本运动信息")][Header("马脚圆周运动半径")]
public float footMoveRadius;
/// <summary>
/// 四条腿分别对输入偏差多少
/// </summary>
[ListDrawerSettings] [BoxGroup("马的基本运动信息")][Header("四条腿分别对输入偏差多少")]
public Vector2[] footOffestOfInput;
/// <summary>
/// 马足力量
/// </summary>
[BoxGroup("马的基本运动信息")][Header("马足力量")]
public float footForce;
/// <summary>
/// 马蹄推动马身的力度调整值
/// </summary>
[BoxGroup("马的基本运动信息")][Header("马前进的力度")]
public float strength;
/// <summary>
/// 马蹄供力有效范围
/// </summary>
[BoxGroup("马的基本运动信息")][Header("马蹄供力有效范围")]
public float effectiveDistance;
// _____ _ _
// | __ \ (_) | |
// | |__) | __ ___ ____ _| |_ ___
// | ___/ '__| \ \ / / _` | __/ _ \
// | | | | | |\ V / (_| | || __/
// |_| |_| |_| \_/ \__,_|\__\___|
struct foot
{
/// <summary>
/// 腿对输入偏差多少
/// </summary>
public Vector2 footOffestOfInput;
/// <summary>
/// 马脚控制点通过transform找到
/// </summary>
public Transform footControlPoint;
/// <summary>
/// 真实的马脚的Transform
/// </summary>
public Transform footRealTransform;
/// <summary>
/// 马脚此时目标位置,每帧计算
/// </summary>
public Vector3 footTargetPosition;
/// <summary>
/// 马蹄刚体组件
/// </summary>
public Rigidbody2D footRigidbody2D;
/// <summary>
/// 马蹄的碰撞体,但是不绑在马蹄上,而是为了物理计算绑在马身上
/// </summary>
public BoxCollider2D footBoxCollider2D;
/// <summary>
/// 马蹄前一帧的位置
/// </summary>
public Vector3 footPreviousPosition;
}
private foot[] foots;
/// <summary>
/// 马前腿长度
/// </summary>
private float frontLegLength;
/// <summary>
/// 马后腿长度
/// </summary>
private float backLegLength;
/// <summary>
/// 从前腿根骨骼到马脚运动圆心的距离,用来推算最终马脚位置
/// </summary>
private float frontRootDistanceToCenterOfCircle;
/// <summary>
/// 从后腿根骨骼到马脚运动圆心的距离,用来推算最终马脚位置
/// </summary>
private float backRootDistanceToCenterOfCircle;
/// <summary>
/// 输入的马前脚信息
/// </summary>
private Vector2 inputFrontVector;
/// <summary>
/// 输入的马后脚信息
/// </summary>
private Vector2 inputBackVector;
/// <summary>
/// 原重力尺度在Start中通过随意一条腿的刚体获取
/// </summary>
private float oriGravityScale;
/// <summary>
/// 马蹄碰撞体数组
/// </summary>
private BoxCollider2D[] footBoxColliders;
/// <summary>
/// 马的刚体组件
/// </summary>
private Rigidbody2D horseRig;
void Start()
{
//初始化
Init();
//找到必要的物体和组件
FindSth();
//计算必要的量
CaculateSth();
}
void Update()
{
//计算马脚目标位置
CaculateTargetPosition();
//让马脚朝着目标移动
MoveFoot();
//让马整体运动
MoveHorse();
//更新一些数据
UpdateData();
}
/// <summary>
/// 移动马身体
/// </summary>
private void MoveHorse()
{
Vector2 v = new Vector2();
for(int i = 0; i < 4; i++)
{
//仅在有输入的情况下,会考虑给速度
//看此时该脚是否有输入
bool hasInput = i < 2 ? inputFrontVector.magnitude > 0.1f : inputBackVector.magnitude > 0.1f;
if(!hasInput) continue;
//从足底向正下方发射射线,获取碰撞到的物体
RaycastHit2D hit = Physics2D.Raycast(
foots[i].footRealTransform.position,
Vector2.down,
1000f,
LayerMask.NameToLayer("foot")
);
//如果击中物体的距离已经超过了有效范围,则不贡献速度
if(hit.distance > effectiveDistance) continue;
//判断本帧中,马足位置是否低于圆心+调整值,仅低于时,需要计算影响
//根位置
Vector3 rootPosition = i < 2 ? frontLegRoot.position : backLegRoot.position;
//L
float L = i < 2 ? frontLegLength : backLegLength;
//圆心y坐标
float centerY = L - footMoveRadius;
centerY += effectiveDistance;
//仅低于时,需要计算影响
if(foots[i].footRealTransform.position.y >= centerY) continue;
//本帧位置减上帧位置
Vector3 trans = foots[i].footRealTransform.position - foots[i].footPreviousPosition;
Vector2 v_ = trans;
//把本足的影响加到速度中
v += v_;
}
//给速度乘以力量,得到最终理论速度
v *= strength;
//取反,因为是模拟反作用力
v*=-1;
//减弱y轴的影响不要让马在平地上起飞
v *= new Vector2(1,0.2f);
Debug.Log(v);
//如果模长超过5那必是触发了什么逆天Bug会导致马起飞需要避免这些错误
if(v.magnitude > 10f) v = Vector2.zero;
//把速度加给马的刚体
horseRig.velocity += v;
}
private void UpdateData()
{
//更新四足的上帧位置
for(int i = 0; i < 4; i++)
foots[i].footPreviousPosition = foots[i].footRealTransform.position;
}
void Init()
{
foots = new foot[4];
footBoxColliders = new BoxCollider2D[4];
for(int i = 0; i < 4; i++) foots[i].footPreviousPosition = transform.position;
}
void FindSth()
{
//把四只脚的目标点找到0左前 1右前 2左后 3右后
foots[0].footControlPoint = transform.Find("左前脚").GetChild(0);
foots[1].footControlPoint = transform.Find("右前脚").GetChild(0);
foots[2].footControlPoint = transform.Find("左后脚").GetChild(0);
foots[3].footControlPoint = transform.Find("右后脚").GetChild(0);
//同步四只脚的输入偏差
for (int i = 0; i < 4; i++) foots[i].footOffestOfInput = footOffestOfInput[i];
//找到马蹄刚体组件
for(int i = 0; i < 4; i++) foots[i].footRigidbody2D = foots[i].footControlPoint.GetComponent<Rigidbody2D>();
//找到马蹄的真实Transform
for(int i = 0; i < 4; i++) foots[i].footRealTransform = footsTransform[i];
//找到马蹄的碰撞体
footBoxColliders = GetComponents<BoxCollider2D>();
//给foots的碰撞体赋值
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
foots[i].footBoxCollider2D = footBoxColliders[i];
footBoxColliders[i].offset = foots[i].footControlPoint.localPosition ;
}
//找到马的刚体
horseRig = GetComponent<Rigidbody2D>();
}
/// <summary>
/// 计算一些不会变的必要的量
/// </summary>
void CaculateSth()
{
//计算前后腿马腿长度
frontLegLength = Vector3.Distance(frontLegRoot.position, frontFoot.position);
backLegLength = Vector3.Distance(backLegRoot.position, backFoot.position);
//计算从腿根骨骼到马脚运动圆心的距离
frontRootDistanceToCenterOfCircle = frontLegLength - footMoveRadius;
backRootDistanceToCenterOfCircle = backLegLength - footMoveRadius;
//取得原始重力尺度
oriGravityScale = foots[0].footRigidbody2D.gravityScale;
}
/// <summary>
/// 根据记录的输入向量计算马脚本帧的目标位置保存到footTargetPoints数组中
/// </summary>
private void CaculateTargetPosition()
{
//循环4次
for(int i = 0; i < 4; i++)
{
//整体公式为Target = 根位置 - V0L - r + inputdir * offest * r
//根位置
Vector3 rootPosition = i < 2 ? frontLegRoot.position : backLegRoot.position;
//L
float L = i < 2 ? frontLegLength : backLegLength;
//中间向量
Vector3 middleVector = new Vector3(0,L - footMoveRadius,0);
//inputdir
Vector2 inputVector = i < 2 ? inputFrontVector : inputBackVector;
//inputTrans
Vector3 inputTrans = new Vector3
(
inputVector.x * ( footOffestOfInput[i].x + 1),
inputVector.y * ( footOffestOfInput[i].y + 1),
0
)
* footMoveRadius;
//最终计算
//footTargetPoints[i] = rootPosition - middleVector + inputTrans;
foots[i].footTargetPosition = rootPosition - middleVector + inputTrans;
}
}
/// <summary>
/// 把马脚朝着算好的目标点移动
/// </summary>
private void MoveFoot()
{
//循环4次
for(int i = 0; i < 4; i++)
{
//看此时该脚是否有输入
bool hasInput = i < 2 ? inputFrontVector.magnitude > 0.1f : inputBackVector.magnitude > 0.1f;
//如果有输入,则把马脚朝着目标移动
// if(hasInput)
if(true)
{
//若无输入,则把目标定在可以使马腿伸直的地方
Vector3 targetPosition = hasInput ?
foots[i].footTargetPosition :
foots[i].footTargetPosition - new Vector3(0,footMoveRadius + 0.5f,0);
//给刚体以target位置-自身位置作为力的方向
Vector2 Dir = targetPosition - foots[i].footControlPoint.position;
//如果已经很接近目标点了,则不再给速度,同时解除重力,防止出现抖动问题
if(Dir.magnitude < 0.1f)
{
foots[i].footRigidbody2D.gravityScale = 0;
foots[i].footRigidbody2D.velocity = Vector2.zero;
continue;
}
//标准化马脚移动方向
Dir.Normalize();
//最终计算应有的速度
Vector2 force = Dir * footForce * (horseRig.velocity.magnitude * 0.5f + 1);
//赋予脚的刚体以速度
foots[i].footRigidbody2D.velocity = foots[i].footRigidbody2D.velocity * 0.8f + force * 0.2f;
//foots[i].footRigidbody2D.velocity = force;
//foots[i].footRigidbody2D.AddForce(force);
}
// // 强制把马脚移到目标点
//foots[i].footControlPoint.position = foots[i].footTargetPosition;
// 恢复重力
foots[i].footRigidbody2D.gravityScale = oriGravityScale;
// 刷新碰撞体位置
footBoxColliders[i].offset = foots[i].footRealTransform.position - transform.position;
}
}
public void SetInputFrontVector(Vector2 input) => inputFrontVector = input;
public void SetInputBackVector(Vector2 input) => inputBackVector = input;
}