Unity3D研究院之主角面朝方向一定区域内对象角度计算

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Unity3D研究院之主角面朝方向一定区域内对象角度计算

2013年09月11日 ⁄ 综合 ⁄ 共 8153字 ⁄ 字号小中大 ⁄ 评论关闭

在上代码之前请大家跟我先做几个简单的练习题，角度向量的计算一定要学会，不然后面的东西会很难懂。

1.已知3D坐标，和一个旋转角度，以及一段距离，求目标点的3D坐标。

已知当前点为Target，目标点沿着Target的Y轴旋转30度，沿着Target的X轴延伸10米求目标点的3D坐标？

01
using 

UnityEngine; 

02
using 

System.Collections; 

03
  
04
public 

class Test : MonoBehaviour 

05
{ 

06
  
07
    public

Transform Target; 

08
  
09
    void

LateUpdate () 

10
    { 

11
        Quaternion rotation = Quaternion.Euler(0f,30f,0f) * Target.rotation;

12
        Vector3  newPos = rotation *

new Vector3(10f,0f,0f);

13
        Debug.DrawLine(newPos,Vector3.zero,Color.red);

14
        Debug.Log("newpos "

+ newPos +" nowpos "

+ Target.position + " distance "

+ Vector3.Distance(newPos,Target.position)); 

15
    } 

16
  
17
}

输出结果：新坐标 (8.7, 0.0, -5.0) 当前坐标 (0.0, 0.0, 0.0)两点之间的距离 10。

2.已知3D模型的角度求它的向量。

已知3D模型Target，Y轴旋转30度后向前平移。

01
using 

UnityEngine; 

02
using 

System.Collections; 

03
  
04
public 

class Test : MonoBehaviour 

05
{ 

06
  
07
    public

Transform Target; 

08
  
09
    void

LateUpdate () 

10
    { 

11
  
12
        if(Input.GetMouseButton(0))

13
        {

14
            Quaternion rotation = Quaternion.Euler(0f,30f,0f) * Target.rotation;

15
            Vector3  newPos = rotation * Vector3.forward;

16
            Target.Translate(newPos.x,newPos.y,newPos.z);

17
        }

18
    } 

19
  
20
}

3.已知一个目标点，让模型朝着这个目标点移动。

这是一个比较简单的例子，大家应该都能看明白。

`1`	`Target.transform.LookAt(new` `Vector3 (100f,200f,300f));`

`2`	`Target.Translate(Vector3.forward);`

这里我要说的就是Vector3.forward ，它等价与 new Vector3(0,0,1)；它并不是一个坐标，它是一个标准向量，方向是沿着Z轴向前。这样平移一次的距离就是1米，如果Vector3.forward * 100那么一次平移的距离就是100米。

在看看下面这段代码

`1`	`Vector3 vecn = (TargetCube.position - Target.position).normalized;`

`2`	`Target.Translate(vecn *0.1f);`

用向量减去一个向量求出它们的差值，normalized 是格式化向量，意思是把它们之间向量格式化到1米内。这样就可以更加精确的计算一次平移的距离了 vecn *0.1f 就标示一次平移1分米，蛤蛤。

向量不仅可以进行X Y Z轴的移动，同样可以进行旋转，下面这段代码就是让向量沿着Y轴旋转30度。

1
Vector3 vecn = (TargetCube.position - Target.position).normalized;

2
    vecn = Quaternion.Euler(0f,30f,0f) * vecn;

3
    Target.Translate(vecn *0.1f);

如果上述三道简单的练习题你都能了然于心的话，那么本文最大的难题我相信也不会是什么难事，继续阅读吧。

假设我们需要计算主角面前5米内所有的对象时。以主角为圆心计算面前5米外的一个点，为了让大家看清楚我现将这条线绘制出来。

1
private 

float distance = 5f; 

2
void 

Update ()  

3
{ 

4
    Quaternion r= transform.rotation;

5
    Vector3 f0 =  (transform.position  + (r *Vector3.forward) * distance);

6
    Debug.DrawLine(transform.position,f0,Color.red);

7
}

如下图所，我们已经将这两个点计算出来了。此时你可以动态的编辑主角Y轴的坐标，这个点永远都是沿着主角当前角度面前5米以外的点。

接下来，我们需要计算主角面前的一个发散性的角度。假设主角看到的是向左30度，向右30度在这个区域。

01
private 

float distance = 5f; 

02
void 

Update ()  

03
{ 

04
    Quaternion r= transform.rotation;

05
    Vector3 f0 =  (transform.position  + (r *Vector3.forward) * distance);

06
    Debug.DrawLine(transform.position,f0,Color.red);

07
    Quaternion r0= Quaternion.Euler(transform.rotation.eulerAngles.x,transform.rotation.eulerAngles.y - 30f,transform.rotation.eulerAngles.z);

08
    Quaternion r1= Quaternion.Euler(transform.rotation.eulerAngles.x,transform.rotation.eulerAngles.y + 30f,transform.rotation.eulerAngles.z);

09
    Vector3 f1 =  (transform.position  + (r0 *Vector3.forward) * distance);

10
    Vector3 f2 =  (transform.position  + (r1 *Vector3.forward) * distance);

11
    Debug.DrawLine(transform.position,f1,Color.red);

12
    Debug.DrawLine(transform.position,f2,Color.red);

13
    Debug.DrawLine(f0,f1,Color.red);

14
    Debug.DrawLine(f0,f2,Color.red);

15
}

如下图所示，这时主角面前的区域就计算出来了。看起来就是两个三角形之间的区域。

最后就是简单的套用公式，计算一个点是否在三角形内，在本文中就是计算敌人的点是否在面前的这两个三角形内。

01
using 

UnityEngine; 

02
using 

System.Collections; 

03
  
04
public 

class MyTest : MonoBehaviour { 

05
  
06
    public

Transform cube; 

07
  
08
    private

float distance = 5f;

09
    void

Update ()  

10
    { 

11
        Quaternion r= transform.rotation;

12
        Vector3 f0 =  (transform.position  + (r *Vector3.forward) * distance);

13
        Debug.DrawLine(transform.position,f0,Color.red);

14
  
15
        Quaternion r0= Quaternion.Euler(transform.rotation.eulerAngles.x,transform.rotation.eulerAngles.y - 30f,transform.rotation.eulerAngles.z);

16
        Quaternion r1= Quaternion.Euler(transform.rotation.eulerAngles.x,transform.rotation.eulerAngles.y + 30f,transform.rotation.eulerAngles.z);

17
  
18
        Vector3 f1 =  (transform.position  + (r0 *Vector3.forward) * distance);

19
        Vector3 f2 =  (transform.position  + (r1 *Vector3.forward) * distance);

20
  
21
        Debug.DrawLine(transform.position,f1,Color.red);

22
        Debug.DrawLine(transform.position,f2,Color.red);

23
  
24
        Debug.DrawLine(f0,f1,Color.red);

25
        Debug.DrawLine(f0,f2,Color.red);

26
  
27
        Vector3 point = cube.position;

28
  
29
        if(isINTriangle(point,transform.position,f1,f0) || isINTriangle(point,transform.position,f2,f0) )

30
        {

31
            Debug.Log("cube in this !!!");

32
        }else 

33
        {

34
            Debug.Log("cube not in this !!!");

35
        }

36
  
37
    } 

38
  
39
    private 

float triangleArea(float

v0x,float 

v0y,float v1x,float

v1y,float 

v2x,float v2y) 

40
    { 

41
        return

Mathf.Abs((v0x * v1y + v1x * v2y + v2x * v0y 

42
            - v1x * v0y - v2x * v1y - v0x * v2y) / 2f);

43
    } 

44
  
45
    bool

isINTriangle(Vector3 point,Vector3 v0,Vector3 v1,Vector3 v2)

46
    { 

47
        float

x = point.x; 

48
        float

y = point.z; 

49
  
50
        float

v0x = v0.x; 

51
        float

v0y = v0.z; 

52
  
53
        float

v1x = v1.x; 

54
        float

v1y = v1.z; 

55
  
56
        float

v2x = v2.x; 

57
        float

v2y = v2.z; 

58
  
59
        float

t = triangleArea(v0x,v0y,v1x,v1y,v2x,v2y); 

60
        float

a = triangleArea(v0x,v0y,v1x,v1y,x,y) + triangleArea(v0x,v0y,x,y,v2x,v2y) + triangleArea(x,y,v1x,v1y,v2x,v2y);

61
  
62
        if

(Mathf.Abs(t - a) <= 0.01f)  

63
        {

64
            return

true; 

65
        }else 

66
        {

67
            return

false; 

68
        }

69
    } 

70
}

如下图所示，如果箱子对象是主角的视野中就会检测到。

注意，上图中我的视野选择了两个三角形，如果你需要视野目标点是椭圆形的话，那么可以多设置一些三角形。但是这样就会非常消耗效率，我觉得这里完全可以使用1个三角形，，只是正对的目标点会出现一些偏差，影响其实并不会很大。如下图所示

代码简单的修改一下即可。

01
using 

UnityEngine; 

02
using 

System.Collections; 

03
  
04
public 

class MyTest : MonoBehaviour { 

05
  
06
    public

Transform cube; 

07
  
08
    private

float distance = 5f;

09
    void

Update ()  

10
    { 

11
        Quaternion r= transform.rotation;

12
        Vector3 f0 =  (transform.position  + (r *Vector3.forward) * distance);

13
        Debug.DrawLine(transform.position,f0,Color.red);

14
  
15
        Quaternion r0= Quaternion.Euler(transform.rotation.eulerAngles.x,transform.rotation.eulerAngles.y - 30f,transform.rotation.eulerAngles.z);

16
        Quaternion r1= Quaternion.Euler(transform.rotation.eulerAngles.x,transform.rotation.eulerAngles.y + 30f,transform.rotation.eulerAngles.z);

17
  
18
        Vector3 f1 =  (transform.position  + (r0 *Vector3.forward) * distance);

19
        Vector3 f2 =  (transform.position  + (r1 *Vector3.forward) * distance);

20
  
21
        Debug.DrawLine(transform.position,f1,Color.red);

22
        Debug.DrawLine(transform.position,f2,Color.red);

23
        Debug.DrawLine(f1,f2,Color.red);

24
  
25
        Vector3 point = cube.position;

26
  
27
        if(isINTriangle(point,transform.position,f1,f2))

28
        {

29
            Debug.Log("cube in this !!!");

30
        }else 

31
        {

32
            Debug.Log("cube not in this !!!");

33
        }

34
  
35
    } 

36
  
37
    private 

float triangleArea(float

v0x,float 

v0y,float v1x,float

v1y,float 

v2x,float v2y) 

38
    { 

39
        return

Mathf.Abs((v0x * v1y + v1x * v2y + v2x * v0y 

40
            - v1x * v0y - v2x * v1y - v0x * v2y) / 2f);

41
    } 

42
  
43
    bool

isINTriangle(Vector3 point,Vector3 v0,Vector3 v1,Vector3 v2)

44
    { 

45
        float

x = point.x; 

46
        float

y = point.z; 

47
  
48
        float

v0x = v0.x; 

49
        float

v0y = v0.z; 

50
  
51
        float

v1x = v1.x; 

52
        float

v1y = v1.z; 

53
  
54
        float

v2x = v2.x; 

55
        float

v2y = v2.z; 

56
  
57
        float

t = triangleArea(v0x,v0y,v1x,v1y,v2x,v2y); 

58
        float

a = triangleArea(v0x,v0y,v1x,v1y,x,y) + triangleArea(v0x,v0y,x,y,v2x,v2y) + triangleArea(x,y,v1x,v1y,v2x,v2y);

59
  
60
        if

(Mathf.Abs(t - a) <= 0.01f)  

61
        {

62
            return

true; 

63
        }else 

64
        {

65
            return

false; 

66
        }

67
    } 

68
}

上面我们介绍了三角形判断，当然也可以通过矩形来判断是否相交。。

代码：

01
using 

UnityEngine; 

02
using 

System.Collections; 

03
  
04
public 

class MyTest : MonoBehaviour { 

05
  
06
    public

Transform cube; 

07
  
08
    private

float distance = 5f;

09
    void

Update ()  

10
    { 

11
        Quaternion r= transform.rotation;

12
        Vector3 left =  (transform.position  + (r *Vector3.left) * distance);

13
        Debug.DrawLine(transform.position,left,Color.red);

14
  
15
        Vector3 right =  (transform.position  + (r *Vector3.right) * distance);

16
        Debug.DrawLine(transform.position,right,Color.red);

17
  
18
        Vector3 leftEnd = (left  + (r *Vector3.forward) * distance);

19
        Debug.DrawLine(left,leftEnd,Color.red);

20
  
				返回
			
21
        Vector3 rightEnd = (right  + (r *Vector3.forward) * distance);

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作者: causal

该日志由 causal 于11年前发表在综合分类下，最后更新于 2013年09月11日.
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