VR 100 天挑战第 63 天：在 Unity 中旋转向量并朝玩家朝向移动

引言

在之前的文章中，我们添加了一些简单的代码，允许我们的角色使用触摸板移动。很简单，没那么复杂。

现在，我们可能会发现一个问题，这取决于我们希望游戏中的移动如何工作。

我们可以很好地向前移动，但是当我们尝试在转身后移动我们的角色时会发生什么？

我们仍然会朝着相同的方向移动，无论我们从哪里开始！

对于玩家在我们的游戏中的玩法，有一些假设。玩家可以是

• 坐着，这样我们总是面对相同的方向
• 站着，这样他们可以在 360 度的角度转动，并且向前移动就是他们所看到的

我们的解决方案适用于第一种情况，但对于第二种情况，它不起作用。

在与这个问题斗争了很长时间后，我提出的解决方案是我们将不得不使用老式的数学和向量乘法！我们将学习如何旋转向量！

主要问题是，当我们更新我们的位置时，我们是根据持有摄像机的父游戏对象进行更新的，而不是根据我们所看的方向（主摄像机）。而且我们不能直接删除父容器，因为我们需要它来持有我们的摄像机。

我们必须做的是根据玩家所看的方向来旋转我们之前计算的向量。

添加基于玩家方向的移动

这花了很多时间来解决，但这是我们 TouchpadMovement 脚本的更新代码:

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

public class TouchpadMovement : MonoBehaviour
{
    private float _speedSlowDown;
    private Camera _mainCamera;

    void Start()
    {
        _speedSlowDown = 0.1f;
        _mainCamera = Camera.main;
    }

    void Update()
    {
        if (GvrControllerInput.IsTouching)
        {
            Vector2 touchPos = GvrControllerInput.TouchPos;
            Vector3 movementVector = new Vector3(touchPos.x - 0.5f, 0, 
                    touchPos.y - 0.5f);                 //adjust for center to be at 0.5, 0.5
            Vector3 rotatedVector = 
                       RotateVector(movementVector, _mainCamera.transform.eulerAngles.y);
            transform.Translate(rotatedVector.x * _speedSlowDown, 0, 
                    -rotatedVector.z * _speedSlowDown); // negative to adjust for the vector speed   
        }
    }

    // Given a direction and a degree, 
    // we'll rotate the direction vector by the given degree amount
    private Vector3 RotateVector(Vector3 direction, float degree)
    {
        float radian = Mathf.Deg2Rad * degree;          // convert our degree to be in radians

        // calculate our rotation vector using matrix multiplication
        // source: https://en.wikipedia.org/wiki/Rotation_matrix
        float cos = Mathf.Cos(radian);
        float sin = Mathf.Sin(radian);
        float newX = direction.x * cos - direction.z * sin;
        float newZ = direction.x * sin + direction.z * cos;
        return new Vector3(newX, 0, newZ);
    }
}

浏览代码

你不会相信我花了多少工夫才推导出这个公式！

尝试了很多次才弄对。我首先尝试使用 Quaternion.AngleAxis() 来计算旋转四元数以旋转我们的向量。但是，在玩了很长时间之后，结果并没有得到正确的值。

由于 Unity API 对我不起作用，我决定我别无选择，只能使用三角学来弄清楚我们如何旋转向量。结果在 RotateVector() 中。

理解 RotateVector()

我们试图解决的问题是，我们用来移动的向量是基于我们前进的方向，但是如果我们想朝着玩家所面对的方向移动，那么我们从触摸板创建的向量就不再正确了。

我们必须做的是旋转我们的向量，使“向前”成为我们主摄像机的前进方向。

我们目前拥有的信息是

• 我们的主摄像机所面对的角度
• 玩家输入移动向量

有了这些信息和我的高中毕业证书，我仍然不知道我应该怎么做！

我知道我必须对 Sin(X) 和 Cos(X) 做些什么，这已经是我记忆能帮我的极限了！

幸运的是，我们有互联网！特别是 Youtube！这个关于 旋转向量 的视频，讨论了我们如何计算旋转向量的新 X 和 Y 值，内容非常丰富。

维基百科 也有一个关于旋转矩阵来旋转我们的向量的很好的页面。

但是，TLDR 是这样的

X’ = X * Cos(radian) – Y * Sin(radian)

Y’ = X * Sin(radian) – Y * Cos(radian)

需要注意的是，将我们的角度转换为弧度很重要，查看 Mathf.Cos() 和 Mathf.Sin() 的文档

“返回角度 f（以弧度为单位）的余弦。”

我犯了一个错误，认为我们会传入角度，他们会给我们一个以弧度为单位的值……不……我犯了一个可怕的错误。这个函数的意思是给出一个转换为弧度形式的角度。

我如何确认这一点？谁还记得单位圆？

没错，我将这些值插入到 Unity 中，我发现我们必须将我们的度数转换为弧度。

回想起高中数学课，你的老师总是告诉你确保你处于度数模式。我让你失望了，老师！

总之。请随意尝试在 Unity 模拟器上使用该脚本。环顾四周，尝试通过按以下方式滑动您的触摸板：Shift + Ctrl + 鼠标移动。无论你面对哪个方向，我们现在都能够移动到正确的位置。

有了这个成就，我们就可以继续研究其他与游戏控制器交互的方式了！

结论

呼，这比我最初认为的移动所需的数学知识要多！

如果你曾经想过你是否需要编程的数学知识，这是一个例子（提示：不经常）。

现在，我们可以使用触摸板来移动我们的角色，但不仅如此，如果我们要在游戏中转过身来并移动，我们将朝着我们所看的方向移动。

完成此操作后，我们正式完成了移动。接下来，我们将研究如何使用我们的控制器拾取和投掷物体，以及如何使用我们的运动来投掷它！在下一篇文章中再见！