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嗨，大家好，我是新发。
有同学私信我，问我能不能写一篇Unity手游第一人称视角控制的教程，
那么，今天就来做个Demo吧~
注：
Demo工程源码见文章末尾
最终效果如下：
第一人称视角的游戏大家应该不陌生，比如《无主之地》，
不过它是PC平台的，使用WASD控制移动，使用鼠标来控制镜头角度，单击鼠标左键开枪。注：你也可以接手柄来操作~
那么，如果我们想做移动端（手机端）的第一人称视角，如何做角色控制呢？
手机端比较常见的就是摇杆控制了，我之前在几篇博客中都有做过摇杆控制，
《【游戏开发创新】用Unity等比例制作广州地铁，广州加油，早日战胜疫情（Unity | 地铁地图 | 第三人称视角）》
《【游戏开发创新】上班通勤时间太长，做一个任意门，告别地铁与塞车（Unity | 建模 | ShaderGraph | 摇杆 | 角色控制）》
《【游戏开发实战】新发教你做游戏（六）：教你2个步骤实现摇杆功能》
我上面做的都是第三人称视角的摇杆控制，我们改成第一人称视角即可，也就是第一人称视角+摇杆控制，像这样子，（图片说明：下图是我在《无主之地》游戏截图中P了摇杆的UI）
我没有《无主之地》的资源，没关系，我们去Unity的AssetStore上找一下FPS射击游戏的资源，
注：
Unity AssetStore地址：https://assetstore.unity.com/
关于资源的搜索，我之前写过一篇文章：《Unity游戏开发——新发教你做游戏（二）：60个Unity免费资源获取网站》
搜索关键字FPS Pack，马上就搜到了一个免费的资源Low Poly FPS Pack，
我们点击添加至我的资源（注意需要先登录你的Unity账号）,
然后回到Unity编辑器中，点击菜单Windows / Package Manager，打开PackageManager窗口，就可以看到我们刚刚在AssetStore中添加的资源啦，我们把资源包下载并导入我们的工程即可。
注：你得先创建一个空工程，然后再导入资源包。我之前写过《学Unity的猫》系列教程，其中第三章有讲创建工程的步骤，
《【学Unity的猫】——第三章：第一个Unity工程，你好喵星人》）
Low Poly FPS Pack资源包中已经帮我们做好了一个简单的第一人称FPS游戏Demo，我们打开Assault_Rifle_01_Demo场景，如下
运行，测试效果如下
如你所见，经典的PC平台FPS射击游戏玩法，使用WASD控制移动，使用鼠标来控制镜头角度，单击鼠标左键开枪。
接下来，我们要给它做下手术，改成 摇杆 和 按钮 控制。
摇杆图片简单处理，用一个圆就可以了，然后我们还需要一些按钮图标，比如开枪、丢手雷、跳跃、装子弹等，这里推荐我平时经常用的一个查找图标资源的网站，阿里图标库：https://www.iconfont.cn/
比如我搜关键字：枪，就可以看到枪的图标啦~
可以直接免费下载，而且还可以事先修改图片颜色，建议改成白色，这样方便在Unity中设置其他颜色，
根据你自身的需要下载一些图标资源，我下载的图标如下，
注意，因为我们要在UGUI中显示这些图标，需要将它们的Texture Type设置为Sprite (2D and UI)，如下
建议UI的显示使用一个单独的摄像机来渲染，我们在场景中创建一个Camera，重命名为UICamera，
注：创建摄像机的操作步骤：在
Hierarchy视图中鼠标右键，然后点击菜单Camera即可。
设置摄像机的Clear Flags为Depth only，设置Culling Mask只渲染UI层，设置Projection为Orthographic（正交模式），设置Depth为1（确保UI摄像机的比3D摄像机后渲染），
接下来，我们在Hierarchy视图中鼠标右键，点击菜单UI / Canvas，创建一个Canvas，
设置一下参数，如下，目的是让UICamera来渲染Canvas的内容，并设置分辨率适配规则，
我们在Canvas子节点下创建一个Panel，重命名为GamePanel，并把Image组件禁用，
下面我们再在GamePanel下去创建UI对象。
我们先做移动控制的摇杆，在GamePanel子节点下创建一个Image，重命名为moveJointedArm，
设置左下角对齐，并调整坐标和尺寸，
像这样，它就是我们摇杆的检测区域，
我们把它的Image组件的颜色的Alpha通道设置为0，这样我们就看不见它了，
我们在moveJointedArm子节点下再创建两个Image，分别命名为bg和center，
分别设置一下尺寸，图片，颜色，如下
效果
同理，做一下右摇杆，
效果
除了移动和旋转，我们还有开枪、丢手雷、跳跃、装子弹的操作，配套需要制作对应的按钮。安排上，
效果
到这里，我们的UI界面就基本做好啦，下面就是写代码的环节了~
摇杆的逻辑实现，我之前写过一篇文章讲过原理：《Unity使用ScrollRect制作摇杆（UGUI）》，这里我就不过对赘述，直接说下操作流程。
创建一个C#脚本，重命名为JointedArm.cs，代码如下：
using UnityEngine;
using UnityEngine.EventSystems;
using UnityEngine.UI;
using System;
// 摇杆逻辑
public class JointedArm : ScrollRect, IPointerDownHandler
{
public Action<Vector2> onDragCb;
public Action onStopCb;
protected float mRadius = 0f;
private Transform trans;
private RectTransform bgTrans;
private Camera uiCam;
private Vector3 originalPos;
protected override void Awake()
{
base.Awake();
trans = transform;
bgTrans = trans.Find("bg") as RectTransform;
uiCam = GameObject.Find("UICamera").GetComponent<Camera>();
originalPos = trans.localPosition;
}
void Update()
{
if (Input.GetMouseButtonUp(0))
{
//松手时，摇杆复位
trans.localPosition = originalPos;
this.content.localPosition = Vector3.zero;
}
}
protected override void Start()
{
base.Start();
//计算摇杆块的半径
mRadius = bgTrans.sizeDelta.x * 0.5f;
}
public override void OnDrag(PointerEventData eventData)
{
base.OnDrag(eventData);
var contentPostion = this.content.anchoredPosition;
if (contentPostion.magnitude > mRadius)
{
contentPostion = contentPostion.normalized * mRadius;
SetContentAnchoredPosition(contentPostion);
}
//Debug.Log("摇杆滑动，方向：" + contentPostion);
if(null != onDragCb)
onDragCb(contentPostion);
}
public override void OnEndDrag(PointerEventData eventData)
{
base.OnEndDrag(eventData);
//Debug.Log("摇杆拖动结束");
if (null != onStopCb)
onStopCb();
}
public void OnPointerDown(PointerEventData eventData)
{
//点击到摇杆的区域，摇杆移动到点击的位置
trans.position = uiCam.ScreenToWorldPoint(eventData.position);
trans.localPosition = new Vector3(trans.localPosition.x, trans.localPosition.y, 0);
}
}
给moveJointedArm节点挂JointedArm脚本，并设置Content为center节点，如下，
同理设置右摇杆rotateJointedArm。到此，我们的摇杆就有交互效果了，如下
我们创建一个GamePanel.cs脚本，声明UI对象，如下
using UnityEngine;
public class GamePanel : MonoBehaviour
{
/// <summary>
/// 移动摇杆
/// </summary>
public JointedArm moveJointedArm;
/// <summary>
/// 旋转摇杆
/// </summary>
public JointedArm rotateJointedArm;
/// <summary>
/// 开枪按钮
/// </summary>
public GameObject fireBtn;
/// <summary>
/// 丢手雷按钮
/// </summary>
public GameObject bombBtn;
/// <summary>
/// 跳跃按钮
/// </summary>
public GameObject jumpBtn;
/// <summary>
/// 装子弹按钮
/// </summary>
public GameObject bulletBtn;
void Start()
{
// TODO 关联UI交互事件
}
}
把它挂到GamePanel节点上，并设置变量对象，如下
在Start函数中添加摇杆的委托，如下
// GamePanel.cs
void Start()
{
// 移动控制摇杆
moveJointedArm.onDragCb = (direction) =>
{
// TODO 抛出事件
};
moveJointedArm.onStopCb = () =>
{
// TODO 抛出事件
};
// 旋转控制摇杆
rotateJointedArm.onDragCb = (direction) =>
{
// TODO 抛出事件
};
rotateJointedArm.onStopCb = () =>
{
// TODO 抛出事件
};
// ...
}
我们要抛出一些事件，这里要封装一个事件管理器。
我在之前的多篇文章中都有到和用到事件管理器，欢迎阅读我之前写的这些文章，里面都有用到事件管理器，
《【游戏开发框架】自制Unity通用游戏框架UnityXFramework，详细教程（Unity3D技能树 | tolua | 框架 | 热更新）》
《【游戏开发创新】用Unity等比例制作广州地铁，广州加油，早日战胜疫情（Unity | 地铁地图 | 第三人称视角）》
《【游戏开发实战】使用Unity 2019制作仿微信小游戏飞机大战（二）：搭建基础游戏框架》
《【游戏开发实战】使用Unity制作水果消消乐游戏教程（三）：水果拖动与交换逻辑》
《【游戏开发实战】使用Unity制作像天天酷跑一样的跑酷游戏——第七篇：游戏界面的基础UI》
《【学Unity的猫】第十二章：使用Unity制作背包，皮皮的梦想背包》
EventDispatcher脚本代码：
using UnityEngine;
using System.Collections.Generic;
public delegate void MyEventHandler(params object[] objs);
/// <summary>
/// 游戏事件管理器
/// </summary>
public class EventDispatcher
{
/// <summary>
/// 注册事件
/// </summary>
/// <param name="evt">事件名</param>
/// <param name="handler">响应函数</param>
public void Regist(string evt, MyEventHandler handler)
{
if (handler == null)
return;
if (listeners.ContainsKey(evt))
{
//这里涉及到Dispath过程中反注册问题，必须使用listeners[type]+=..
listeners[evt] += handler;
}
else
{
listeners.Add(evt, handler);
}
}
/// <summary>
/// 注销事件
/// </summary>
/// <param name="evt">事件名</param>
/// <param name="handler">响应函数</param>
public void UnRegist(string evt, MyEventHandler handler)
{
if (handler == null)
return;
if (listeners.ContainsKey(evt))
{
//这里涉及到Dispath过程中反注册问题，必须使用listeners[type]-=..
listeners[evt] -= handler;
if (listeners[evt] == null)
{
//已经没有监听者了，移除.
listeners.Remove(evt);
}
}
}
/// <summary>
/// 抛出事件
/// </summary>
/// <param name="evt">事件名</param>
/// <param name="objs">参数</param>
public void DispatchEvent(string evt, params object[] objs)
{
try
{
if (listeners.ContainsKey(evt))
{
MyEventHandler handler = listeners[evt];
if (handler != null)
handler(objs);
}
}
catch (System.Exception ex)
{
Debug.LogErrorFormat(szErrorMessage, evt, ex.Message, ex.StackTrace);
}
}
public void ClearEvents(string key)
{
if (listeners.ContainsKey(key))
{
listeners.Remove(key);
}
}
private Dictionary<string, MyEventHandler> listeners = new Dictionary<string, MyEventHandler>();
private readonly string szErrorMessage = "DispatchEvent Error, Event:{0}, Error:{1}, {2}";
private static EventDispatcher s_instance;
public static EventDispatcher instance
{
get
{
if (null == s_instance)
s_instance = new EventDispatcher();
return s_instance;
}
}
}
我们再创建一个EventNameDef.cs脚本，用于定义事件名，如下
/// <summary>
/// 事件名定义
/// </summary>
public class EventNameDef
{
/// <summary>
/// 移动
/// </summary>
public const string MOVE = "MOVE";
/// <summary>
/// 旋转
/// </summary>
public const string ROTATE = "ROTATE";
/// <summary>
/// 开枪
/// </summary>
public const string FIRE = "FIRE";
/// <summary>
/// 丢手榴弹
/// </summary>
public const string BOMB = "BOMB";
/// <summary>
/// 跳跃
/// </summary>
public const string JUMP = "JUMP";
/// <summary>
/// 装子弹
/// </summary>
public const string BULLET = "BULLET";
}
我们回到GamePanel.cs脚本，在摇杆的委托中抛出事件，
// GamePanel.cs
void Start()
{
// 移动控制摇杆
moveJointedArm.onDragCb = (direction) =>
{
EventDispatcher.instance.DispatchEvent(EventNameDef.MOVE, new Vector3(direction.x, 0, direction.y).normalized, true);
};
moveJointedArm.onStopCb = () =>
{
EventDispatcher.instance.DispatchEvent(EventNameDef.MOVE, Vector3.zero, false);
};
// 旋转控制摇杆
rotateJointedArm.onDragCb = (direction) =>
{
EventDispatcher.instance.DispatchEvent(EventNameDef.ROTATE, new Vector3(direction.x, 0, direction.y).normalized);
};
rotateJointedArm.onStopCb = () =>
{
EventDispatcher.instance.DispatchEvent(EventNameDef.ROTATE, Vector3.zero);
};
// ...
}
摇杆抛出的事件，最终的响应逻辑就是角色移动和旋转，那么我们就要在原来控制角色移动和旋转的脚本中添加事件订阅。
逻辑在哪里呢？逻辑在FPSControllerLPFP.cs脚本和AutomaticGunScriptLPFP.cs脚本中。
画个图，方便大家理解，
我们分别在FPSControllerLPFP.cs脚本和AutomaticGunScriptLPFP.cs脚本中添加事件订阅和注销，如下
// FPSControllerLPFP.cs
private void Start()
{
// ...
// 订阅事件
EventDispatcher.instance.Regist(EventNameDef.MOVE, OnEventMove);
EventDispatcher.instance.Regist(EventNameDef.ROTATE, OnEventRotate);
// ...
}
private void OnDestroy()
{
// 注销事件
EventDispatcher.instance.UnRegist(EventNameDef.MOVE, OnEventMove);
EventDispatcher.instance.UnRegist(EventNameDef.ROTATE, OnEventRotate);
// ...
}
// AutomaticGunScriptLPFP.cs
private void Start()
{
// ...
// 订阅事件
EventDispatcher.instance.Regist(EventNameDef.MOVE, OnEventMove);
// ...
}
private void OnDestroy()
{
// 注销事件
EventDispatcher.instance.UnRegist(EventNameDef.MOVE, OnEventMove);
// ...
}
流程如下，
摇杆通过MOVE事件传递了移动方向过来，我们在FPSControllerLPFP.cs脚本中把它缓存到m_moveDirection变量中，如下
// FPSControllerLPFP.cs
Vector3 _moveDirection;
private void OnEventMove(params object[] args)
{
_moveDirection = (Vector3)args[0];
}
在FixedUpdate函数中执行MoveCharacter方法，在MoveCharacter方法中根据m_moveDirection去计算移动，逻辑如下，（部分函数此处没有列出，可下载工程源码进行查看）
// FPSControllerLPFP.cs
/// <summary>
/// 移动角色
/// </summary>
private void MoveCharacter()
{
// 转为世界坐标系下的方向
var worldDirection = transform.TransformDirection(_moveDirection);
// 移动速度
var velocity = worldDirection * (input.Run ? runningSpeed : walkingSpeed);
// 检查碰撞，以便角色在跳墙时不会卡住
var intersectsWall = CheckCollisionsWithWalls(velocity);
if (intersectsWall)
{
_velocityX.Current = _velocityZ.Current = 0f;
return;
}
// 平滑运算
var smoothX = _velocityX.Update(velocity.x, movementSmoothness);
var smoothZ = _velocityZ.Update(velocity.z, movementSmoothness);
// 获取当前刚体速度
var rigidbodyVelocity = _rigidbody.velocity;
// 计算速度差
var force = new Vector3(smoothX - rigidbodyVelocity.x, 0f, smoothZ - rigidbodyVelocity.z);
// 给刚体施加一个力
_rigidbody.AddForce(force, ForceMode.VelocityChange);
}
移动的同时，还需要播放走路动画，逻辑在AutomaticGunScriptLPFP.cs脚本中，
// AutomaticGunScriptLPFP.cs
private Animator anim;
private bool isWalking;
private void OnEventMove(params object[] args)
{
isWalking = (bool)args[1];
}
private void Update()
{
// ...
if (isWalking && !isRunning)
{
anim.SetBool("Walk", true);
}
else
{
anim.SetBool("Walk", false);
}
// ...
}
此时效果
同理，旋转控制也是通过事件的响应函数来触发，流程如下，
// FpsControllerLPFP.cs
/// <summary>
/// 旋转角色
/// </summary>
private void RotateCameraAndCharacter()
{
// 平滑运算
var rotationX = _rotationX.Update(RotationXRaw, rotationSmoothness);
var rotationY = _rotationY.Update(RotationYRaw, rotationSmoothness);
// 限制竖直方向的旋转角度:
var clampedY = RestrictVerticalRotation(rotationY);
_rotationY.Current = clampedY;
// 将世界坐标系下的up方向转为相对手臂的局部坐标系下的方向
var worldUp = arms.InverseTransformDirection(Vector3.up);
// 计算最终角度（四元数）
var rotation = arms.rotation *
Quaternion.AngleAxis(rotationX, worldUp) *
Quaternion.AngleAxis(clampedY, Vector3.left);
// 父节点只沿着y轴旋转，容易漏掉此步，如果没有此步，计算移动的时候会出问题
transform.eulerAngles = new Vector3(0f, rotation.eulerAngles.y, 0f);
// 手臂自由旋转
arms.rotation = rotation;
}
此时效果
因为开枪是一个连续过程，我们要检测是否长按了开枪按钮，而UGUI的Button的onClick只能监听点击事件，所以我们需要另外实现长按事件的监听。
UnityEngine.EventSystems命名空间下有个EventTrigger类，它基本提供了所有UI事件，
我们封装一个EventTriggerListener.cs，继承EventTrigger，如下，
using UnityEngine;
using UnityEngine.EventSystems;
/// <summary>
/// UI事件触发器
/// </summary>
public class EventTriggerListener : UnityEngine.EventSystems.EventTrigger
{
public delegate void VoidDelegate(GameObject go);
public delegate void BoolDelegate(GameObject go, bool state);
public delegate void FloatDelegate(GameObject go, float delta);
public delegate void VectorDelegate(GameObject go, Vector2 delta);
public delegate void ObjectDelegate(GameObject go, GameObject obj);
public delegate void KeyCodeDelegate(GameObject go, KeyCode key);
public VoidDelegate onClick;
public VoidDelegate onDown;
public VoidDelegate onEnter;
public VoidDelegate onExit;
public VoidDelegate onUp;
public VoidDelegate onSelect;
public VoidDelegate onUpdateSelect;
static public EventTriggerListener Get(GameObject go)
{
EventTriggerListener listener = go.GetComponent<EventTriggerListener>();
if (listener == null) listener = go.AddComponent<EventTriggerListener>();
return listener;
}
static public EventTriggerListener Get(Transform transform)
{
EventTriggerListener listener = transform.GetComponent<EventTriggerListener>();
if (listener == null) listener = transform.gameObject.AddComponent<EventTriggerListener>();
return listener;
}
public override void OnPointerClick(PointerEventData eventData)
{
if (onClick != null) onClick(gameObject);
}
public override void OnPointerDown(PointerEventData eventData)
{
if (onDown != null) onDown(gameObject);
}
public override void OnPointerEnter(PointerEventData eventData)
{
if (onEnter != null) onEnter(gameObject);
}
public override void OnPointerExit(PointerEventData eventData)
{
if (onExit != null) onExit(gameObject);
}
public override void OnPointerUp(PointerEventData eventData)
{
if (onUp != null) onUp(gameObject);
}
public override void OnSelect(BaseEventData eventData)
{
if (onSelect != null) onSelect(gameObject);
}
public override void OnUpdateSelected(BaseEventData eventData)
{
if (onUpdateSelect != null) onUpdateSelect(gameObject);
}
}
在GamePanel.cs中添加按钮长按onDown和按钮抬起onUp的监听并抛出FIRE事件，如下
// GamePanel.cs
// 开炮
void Start()
{
// ...
EventTriggerListener.Get(fireBtn).onDown += (btn) =>
{
EventDispatcher.instance.DispatchEvent(EventNameDef.FIRE, true);
};
EventTriggerListener.Get(fireBtn).onUp += (btn) =>
{
EventDispatcher.instance.DispatchEvent(EventNameDef.FIRE, false);
};
// ...
}
开枪的逻辑在AutomaticGunScriptLPFP.cs脚本中，流程如下
// AutomaticGunScriptLPFP.cs
bool _fire;
private void OnEventFire(params object[] args)
{
_fire = (bool)args[0];
}
private void Update()
{
// ...
if (_fire && !outOfAmmo && !isReloading && !isInspecting && !isRunning)
{
if (Time.time - lastFired > 1 / fireRate)
{
lastFired = Time.time;
// 执行开枪
DoFire();
}
}
// ...
}
void DoFire()
{
// 以下具体代码见工程代码，此处不展开了
// 播放开枪音效
// 播放开炮动画
// 播放枪口粒子
// 实例化子弹并给子弹一个力
// 实例化弹壳
}
此时效果，
同理，通过事件订阅触发丢手雷、跳跃、装子弹等逻辑。
给这位提问的同学一次上电视的机会，我把他贴到墙上，
初始的时候图片半透明，角色靠近的时候图片完全不透明，用到的是触发器，
关于触发器的教程，我之前写过一些文章，《【学Unity的猫】第十章：Unity的物理碰撞，流浪喵星计划》
这里的检测逻辑如下，
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class TipsBoard : MonoBehaviour
{
public Image board;
private void Start() {
board.color = new Color(1, 1, 1, 0.3f);
}
private void OnTriggerEnter(Collider other)
{
if ("Player" != other.tag) return;
board.color = new Color(1, 1, 1, 1);
}
private void OnTriggerExit(Collider other)
{
if ("Player" != other.tag) return;
board.color = new Color(1, 1, 1, 0.3f);
}
}
本文工程源码我已上传到CODE CHINA，感兴趣的同学可自行下载学习，
地址：https://codechina.csdn.net/linxinfa/FirstPersonGame
注：我使用的Unity版本是2021.1.7f1c1，如果你使用的版本与我的不同，可能会有一些兼容问题。
好啦，就到这里吧~
我是林新发：https://blog.csdn.net/linxinfa
原创不易，若转载请注明出处，感谢大家~
喜欢我的可以点赞、关注、收藏，如果有什么技术上的疑问，欢迎留言或私信~
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