Unity中物体移动方法详解-白红宇

Unity中物体移动方法详解

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发布时间：2019-04-27

本文共 4360 字，大约阅读时间需要 14 分钟。

一.Transform

1.transform.Translate

不会考虑到碰撞。

transform.Translate(Vector3 targetPos，指定参照坐标系(默认为Space.Self))

2.transform.position

我认为Transform严谨来说并不能称作移动，而是直接改变物体的坐标。

transform.position(vector3 targetPos)

targetPos是指定的坐标位置。

二.刚体

1.MovePosition()

2.velocity

使物体忽略静摩擦力，从静止状态快速进入运动状态。

3.AddForce()

给物体添加一个方向力。

三.角色控制器

1.SimpleMove()

模拟重力，返回值表示当前角色是否着地。

2.Move()

不模拟重力，返回值表示角色于周围的碰撞信息。

四.平滑

1.Lerp()——线性插值移动(Vector2.Lerp,Vector3.Lerp,Mathf.Lerp,Quaternion.Lerp,Color.Lerp,Material.Lerp)

在Mathf中，Lerp函数是这样的：Lerp(float a,float b,float t)。

a是起始位置，b是结束位置，t是一个比例因数，t可以用作为时间单位，但并不能理解为时间，是一个[0,1]的值，t=0时返回a，t=1时返回b。

首先说明一下Lerp函数的计算公式是如何推导出来的：t(b-a)+a。

假如从起始点a点到目标点b点，当前运动到的点为c点，需要求出已经运动的距离占总距离的多少，也就是a和c的距离占a和b的距离的比例。
那么t=(c-a)/(b-a)，解出tb-ta=c-a，所以t(b-a)=c-a，则c=t(b-a)+a。

之后看一下Lerp的内部实现：用Clamp01函数去限制t的范围，之后再用计算公式：a+(b-a)*t计算每帧到达的位置。

对于Lerp之前一直有一个误区就是认为它是减速运动，其实它的运动类型是由参数决定的。
我测试出来了用它可以实现减速运动，先加速后减速，匀速运动。
其实都是利用公式a+(b-a)*t变换的。
1.如果想实现减速运动，代码如下图。
观察Cube的运动或者观察Inspector面板中X的值，发现变化的越来越慢，而且x的值永远不等于目标值只能无限接近目标值，最大为7.999999。
因为Time.deltaTime每帧是一样的，例如0.1。所以用公式a+(b-a)*t计算可知。
第一帧：0+(8-0)*0.1=0+0.8=0.8 比上一帧多移动了0.8
第二帧：0.8+(8-0.8)*0.1=0.8+0.72=1.52 比上一帧多移动了0.72
第三帧：1.52+(8-1.52)*0.1=1.52+0.648=2.168 比上一帧多移动了0.648
第四帧：以此类推。
发现每帧移动的距离都在减少，这是由于起始点位置是变化的所导致的。

2.如果想实现先加速后减速运动，代码如下图。
Time.time只能用于程序一开始就运动的物体，如果在程序中再使用Time.time将会一帧直接到达目标值，因为Time.time早已经大于1。
观察Cube的运动或者观察Inspector面板中X的值，发现变化的越来越快，X坐标的值是可以到达目标值的。
例如每帧Time.time增加0.1秒，用公式a+(b-a)*t计算可知。
第一帧：0+(8-0)*0.1=0+0.8=0.8 比上一帧多移动了0.8
第二帧：0.8+(8-0.8)*0.2=0.8+1.44=2.52 比上一帧多移动了1.44
第三帧：2.52+(8-2.52)*0.3=2.52+1.644=4.164 比上一帧多移动了1.644
第四帧：以此类推。
发现每帧移动的距离先增加后减少，这是由于起始点的位置和比例因数一直变化所导致的。
当Time.time=1时也就是游戏运行一秒钟时，Cube到达目标值。这段代码的含义就是让Cube在一秒钟内从起始点到达目标点。

3.如果想实现匀速运动，代码如下图

观察Cube的运动或者观察Inspector面板中X的值，发现变化的非常匀速，X坐标的值是可以到达目标值的。
例如每帧Time.time增加0.1秒，用公式a+(b-a)*t计算可知。
第一帧：0+(8-0)*0.1=0+0.8=0.8 比上一帧多移动了0.8
第二帧：0+(8-0)*0.2=0+1.6=1.6 比上一帧多移动了0.8
第三帧：0+(8-0)*0.3=0+2.4=2.4 比上一帧多移动了0.8
第四帧：以此类推。
发现每帧移动的距离都是不变的，这是由于起始点和目标点的位置是不变的，只由比例因数决定。
当Time.time=1时也就是游戏运行一秒钟时，Cube到达目标值。这段代码的含义就是让Cube在一秒钟内从起始点到达目标点。

如果想让物体在time秒后到达目标点呢？

1.改变Time.deltaTime
首先我们不设置到达目标点的时间，如下图代码所示：
比例因数t每帧加上Time.deltaTime则游戏运动一秒钟后到达目标位置，因为Time.deltaTime的值是1/帧率，假如每秒50帧那么一秒后t的值将会变为1。
如果需要设置到达目标点的时间，如下图代码所示：
因为Time.deltaTime的值是1/帧率，所以可以列一个等式。
也就是说乘以1/time后t值的增长速度变慢了，需要之前time倍的时间才可以到达1。
2.改变Time.time（不推荐）
Time.time只适用于游戏一开始时运动的情况。如果在游戏过程中运动则Time.time有可能早已大于0。

2.SmoothDamp()——平滑阻尼移动(Vector2.SmoothDamp,Vector3.SmoothDamp,Mathf.SmoothDamp)

由Damp可知是一个阻尼移动所以会受到阻力而减速，也就是越来越慢。

在Mathf中，SmoothDamp是这样的：Mathf.SmoothDamp(float current, float target, ref float currentVelocity, float smoothTime, float maxSpeed)。

current是当前位置，target是目标位置，currentVelocity是当前速度(必须是一个全局变量)，smoothTime是到达目标位置的时间，maxSpeed是最大速度(默认为无穷大)。

首先看一下SmoothDamp是如何实现的：

因为它不像Lerp那么简单它的内部参数经过了很多次的调整所以效果会更加平滑，常用于相机跟随操作。
3.MoveTowards()——平滑移动(Vector2.MoveTowards,Vector3.MoveTowards,,Mathf.MoveTowards)

Math.MoveTowards(float a,float b,float maxDelta)

a是起始位置，b是结束位置，maxDelta是每次向目标点移动的距离，maxDelta是一个[-∞,b]的值。
如果maxDelta大于0则物体逼近目标点移动，如果maxDelta小于0则物体远离目标点移动。

注意maxDelta是每次向目标点移动的距离。
1.物体放在原点，x值从0运动到10，maxDelta是一个正值。
运行后发现物体朝目标点的正方向移动。
2.物体放在原点，x值从0运动到10，maxDelta是一个负值。
运行后发现物体朝目标点的负方向移动。
3.物体放在x为10的位置，x值从10运动到0，maxDelta是一个正值。
运行后发现物体朝目标点的正方向移动。
4.物体放在x为10的位置，x值从10运动到0，maxDelta是一个负值。
运行后发现物体朝目标点的负方向移动。

下面都是各种不同的测试：
首先是一种没什么使用价值的做法。
设置a，b，maxDelta的值都是定值，代码如下图。
运行后发现物体停在x为1的位置永远不发生运动。
其次还是一种没什么使用价值的做法。
设置a，maxDelta是定值，b为变化的，代码如下图。
运行后发现物体从0缓慢运动到1之后不再运动。
其实MoveTowards函数的参数a一般是当前物体的自身位置，是一个变化的值，而b和maxDelta为定值。
既然maxDelta是一个(-∞,b]的定值，那么当它的值属于不同区间时是如何变化的呢？

例如a=当前的a，b=5时。
当maxDelta为负数时，物体向目标点的相反方向运动。
当maxDelta为0时，物体原地不动。
当maxDelta为5时，物体一帧就会移动到目标位置。
当maxDelta为5.1时，物体一帧就会移动到目标位置，并不会超过b的值。
所以maxDelta是代表了每次朝目标点移动的距离，最大只能是目标位置的值。

那如果想让物体在time秒后到达目标点呢？

4.Slerp()——球形插值(Vector3.Slerp,Quaternion.Slerp)

五.特殊

1.Mathf.PingPong(float t，float length)——乒乓运动

Mathf.PingPong(float t，float length)

t是一个[0,length]的值，是一个需要变化的值。

官方的实例用法（不推荐）：
Time.time只适用于游戏一开始时运动的情况。如果在游戏过程中运动则Time.time并不是从0开始计算的。
运行后发现物体的x坐标在0到4之前来回运动。

那如果想让物体在time秒后到达目标点再回到起始点来回运动呢？

首先如果不设置时间，代码如下图所示：
运行后发现物体的x坐标在0到10之间来回运动，一去一回的时间分别都是10秒。
如果需要设置到达目标点的时间，代码如下图所示：
运行后发现物体的x坐标在0到10来回运动，一去一回的时间分别都是5秒。
如果想让物体不从0开始运动，而是指定的位置，代码如下图所示：
因为sum的值是在0到target之间运动，那么加上指定开始位置的值，就实现了功能。
运行后发现物体的x坐标在5到15来回运动，一去一回的时间分别都是10秒。