Unity3D手游开发日记(9) - 互动草的效果

所谓互动草,就是角色跑动或者释放技能,能影响草的摆动方向和幅度.

前面的文章早已经实现了风吹草动的效果,迟迟没有在Unity上面做互动草,是因为以前我在端游项目做过一套太过于牛逼的方案.在CE3的互动草的基础上扩展,效果好,但技术太复杂,效率开销也特别高. 如果在手机上,就得做一套简单高效的.

实现效果:从任意方向碰一下草,草就应该来回晃动,晃动幅度逐渐减小.多次触碰,效果应该叠加.这样的话就比较真实.

实现原理:用正玄波实现草来回摆动的简谐运动,用指数衰减来模拟阻力

实现步骤:

1.每个草挂一个脚本,来处理力的效果叠加

[csharp] view plain copy

 

 

1.     public class Force  
2.     {  
3.         public float m_Time = 0;  
4.         public Vector4 m_Force;  
5.   
6.         public Force(Vector4 force)  
7.         {  
8.             m_Force = force;  
9.         }  
10.     }  
11.   
12.     public class GrassForce : MonoBehaviour  
13.     {  
14.         public List<Force> m_ForceList = null;  
15.         public float m_WaveFrequency = 6.0f;  
16.         public float m_Resistance = 0.25f;  
17.         public float m_MaxForceMagnitude = 6.0f;  
18.         public float m_AddForceTimeInterval = 0.5f;  
19.         public int m_MaxForceNum = 3;  
20.   
21.         private float m_LastAddTime = 0;  
22.         private Material material;  
23.   
24.         void Start()  
25.         {  
26.             material = gameObject.renderer.material;  
27.         }  
28.   
29.         void Update()  
30.         {  
31.             UpdateForce();  
32.         }  
33.   
34.         void OnBecameVisible()  
35.         {  
36.             enabled = true;  
37.         }  
38.         void OnBecameInvisible()  
39.         {  
40.             enabled = false;  
41.         }  
42.   
43.         public void AddForce(Vector3 force)  
44.         {  
45.             if (Time.time - m_LastAddTime > m_AddForceTimeInterval)  
46.             {  
47.                 m_LastAddTime = Time.time;  
48.   
49.                 if (m_ForceList == null)  
50.                     m_ForceList = new List<Force>();  
51.   
52.                 if (m_ForceList.Count < m_MaxForceNum)  
53.                 {  
54.                     Vector4 newForce = new Vector4(force.x, 0, force.z, 0);  
55.                     if (newForce.magnitude > m_MaxForceMagnitude)  
56.                         newForce = newForce.normalized * m_MaxForceMagnitude;  
57.   
58.                     m_ForceList.Add(new Force(newForce));  
59.                 }    
60.             }               
61.         }  
62.   
63.         private void UpdateForce()  
64.         {  
65.             if (m_ForceList == null)  
66.                 return;  
67.   
68.             Vector4 accForce = Vector4.zero;  
69.             for (int i = m_ForceList.Count - 1; i >= 0; --i)  
70.             {  
71.                 if (m_ForceList[i].m_Force.magnitude > 0.1f)  
72.                 {  
73.                     // [-1, 1] 正玄波模拟简谐运动  
74.                     float wave_factor = Mathf.Sin(m_ForceList[i].m_Time * m_WaveFrequency);  
75.   
76.                     // 力的指数衰减      
77.                     float resistance_factor = easeOutExpo(1, 0, m_Resistance * Time.deltaTime);  
78.                     m_ForceList[i].m_Force *= resistance_factor;  
79.   
80.                     m_ForceList[i].m_Time += Time.deltaTime;  
81.   
82.                     // 累加  
83.                     accForce += m_ForceList[i].m_Force * wave_factor;  
84.                 }  
85.                 else  
86.                 {  
87.                     m_ForceList.RemoveAt(i);  
88.                 }  
89.             }  
90.   
91.             if (accForce != Vector4.zero)  
92.             {  
93.                 if (material.HasProperty("_Force"))  
94.                 {  
95.                     accForce = transform.InverseTransformVector(accForce); // 世界空间转换到模型本地空间  
96.                     material.SetVector("_Force", accForce);  
97.                 }    
98.             }  
99.         }  
100.   
101.         public float easeOutExpo(float start, float end, float value)  
102.         {  
103.             end -= start;  
104.             return end * (-Mathf.Pow(2, -10 * value) + 1) + start;  
105.         }  
106.     }  

[csharp] view plain copy

 

 

1. public static void AddForceToGrass(int forceId, Transform transform)  
2. {  
3.     ForceTable force = ForceTableMgr.Instance.GetDataById(forceId);  
4.     if (force != null)  
5.     {  
6.         Vector3 relativeCenter = new Vector3(force.RelativeCenterX, force.RelativeCenterY, force.RelativeCenterZ);  
7.         Vector3 center = transform.TransformPoint(relativeCenter);  
8.         //Vector3 size = new Vector3(force.Length, force.Height, force.Width);  
9.         Vector3 size = new Vector3(force.Width, force.Height, force.Length);  
10.   
11.         // 方向矩阵  
12.         Matrix4x4 m44 = Matrix4x4.TRS(Vector3.zero, Quaternion.Inverse(transform.rotation), Vector3.one);   
13.   
14.         PhysicsUtil.AddForceToGrass((RangeType)force.RangeType, (ForceDirType)force.DirType, force.Strength, center, size, transform.forward, m44, force.Degree);  
15.     }  
16. }  
17.   
18. private static void AddForceToGrass(RangeType type, ForceDirType dirType, float strength, Vector3 center, Vector3 size, Vector3 direction, Matrix4x4 m44, float degree = 360.0f)  
19. {  
20.     if (type == RangeType.Sphere)  
21.     {  
22.         AddForceInSector(dirType, strength, center, size.x, direction, degree);  
23.     }  
24.     else if (type == RangeType.Cude)  
25.     {  
26.         AddForceInCube(dirType, strength, center, size, direction, m44, degree);  
27.     }  
28. }  

1.圆形和扇形范围

圆形范围计算特别简单,计算距离即可.扇形范围只需要在圆形基础上再计算一次夹角即可,部分核心代码:

[csharp] view plain copy

 

 

1.                     Vector3 dir = script.transform.position - center;  
2.                     if (dir.sqrMagnitude <= radius * radius)  
3.                     {  
4.                         dir.y = 0;  
5.                         if (Mathf.Abs(Vector3.Angle(dir, direction)) <= degree)  
6.                         {  
7.                             float factor = 0.25f + Mathf.Clamp01((radius - dir.magnitude) / radius) * 0.75f; // 衰减因子  
8.   
9.                             Vector3 forceDir;  
10.                             if (dirType == ForceDirType.ToTarget)  
11.                                 forceDir = dir.normalized;  
12.                             else  
13.                                 forceDir = -dir.normalized;  
14.   
15.                             script.AddForce(forceDir * factor * strength);  
16.                         }  
17.                     }  

2.矩形范围

点和任意方向的矩形的计算,这个比较难.Unity本身也没提供此类相交API.不过熟悉引擎开发的应该知道AABB和OBB吧.其实矩形范围计算,就是计算点和OBB的相交.

点和AABB的相交计算很简单,因为AABB每条边都是和坐标轴平行或者垂直的.而OBB有方向,其实只需要把点矩阵变换到OBB所在的空间,就可以用AABB的方法来计算了.

[csharp] view plain copy

 

 

1. public struct AABB  
2. {  
3.     public Vector3 min;  
4.     public Vector3 max;  
5.   
6.     public AABB(Vector3 vmin, Vector3 vmax)  
7.     {  
8.         min = vmin;  
9.         max = vmax;  
10.     }  
11. }  
12.   
13. public struct OBB  
14. {  
15.     public Matrix4x4 m44;             
16.     public Vector3 h;               // half-length-vector  
17.     public Vector3 c;               // center of obb   
18.   
19.     public OBB(Matrix4x4 mat44, Vector3 hlv, Vector3 center)  
20.     {  
21.         m44 = mat44;  
22.         h = hlv;  
23.         c = center;  
24.     }  
25.   
26.     public OBB(Matrix4x4 mat44, AABB aabb)  
27.     {  
28.         m44 = mat44;  
29.         h = (aabb.max - aabb.min) * 0.5f;     
30.         c = (aabb.max + aabb.min) * 0.5f;     
31.     }  
32. }  
33.   
34. // 点和AABB的相交  
35. public static bool Overlap_Point_AABB(Vector3 p, AABB aabb)  
36. {  
37.     return ((p.x >= aabb.min.x && p.x <= aabb.max.x) && (p.y >= aabb.min.y && p.y <= aabb.max.y) && (p.z >= aabb.min.z && p.z <= aabb.max.z));  
38. }  
39.   
40. // 点和OBB的相交  
41. public static bool Overlap_Point_OBB(Vector3 p, Vector3 obbWorldPos, OBB obb)  
42. {  
43.     AABB aabb = new AABB(obb.c - obb.h, obb.c + obb.h);  
44.     Vector3 local_p = p - obbWorldPos;  
45.     Vector3 t = obb.m44.MultiplyVector(local_p);   
46.     return Overlap_Point_AABB(t, aabb);  
47. }  

[csharp] view plain copy

 

 

1. // 包围盒中心为世界原点.便于计算.  
2. Vector3 min = - size * 0.5f;  
3. Vector3 max = size * 0.5f;  
4. AABB aabb = new AABB(min, max);  
5. OBB obb = new OBB(m44, aabb);  

[csharp] view plain copy

 

 

1. if (PhysicsUtil.Overlap_Point_OBB(script.transform.position, center, obb))  
2. {  
3.     // 暂时只支持Left_Right  
4.     if (dirType == ForceDirType.Left_Right)  
5.     {  
6.         Vector3 dir = script.transform.position - center;  
7.         dir = m44.MultiplyVector(dir);  
8.         dir = (dir.x < 0) ? m44.transpose.MultiplyVector(Vector3.left) : m44.transpose.MultiplyVector(Vector3.right);  
9.   
10.         Vector3 force = dir.normalized * strength;  
11.         script.AddForce(force);  
12.     }  
13. }  

效果图:

1.圆形范围,力的方向从圆心到目标,模拟气浪把把草震开.

2.矩形范围,力的方向是玩家面向的左和右.模拟剑气把草劈开的感觉.

效率优化:

1.控制互动草的数量,这种草不能合批,谨记.

2.脚本加上了OnBecameVisible,OnBecameInvisible 只让摄像机内草起作用.