“Souls like” 镜头控制

在魂系列游戏中,镜头控制的策略主要有两种不同情况:一是无锁定,玩家可自由旋转.二是锁定目标,镜头的角度和位置取决于玩家和锁定目标的位置. 另外还有一点就是镜头碰撞.

无锁定镜头

首先看GIF,效果如下.

可以看出来,有以下几个特点:

1.角色并没有一直处于屏幕中心.

2.朝着一个方向跑时,镜头不会偏离太多,且偏离程度稳定.

3.当角色停下来时,随着镜头接近预期位置,镜头运动速度会逐渐降低.

由此推测,镜头追踪速度取决于镜头与角色位置的差异.当角色偏离镜头中心较远时,镜头运动速度与角色速度相同.当角色偏离中心较近时,镜头运动速度也较慢. 这样一来,只要设置适当的参数,角色会稳定在镜头中心的一定范围内,是典型的负反馈模型.

另外看下面只有横向移动的效果.

可以看出来,横向移动时,镜头位置几乎没有移动,只有角度改变,可以推测出镜头位置和角度算法. 已知镜头和角色当前位置,不改变镜头到角色的角度,根据预设的镜头距离(d),计算出镜头期望到达的位置.图示如下:

根据以上分析,可以这样来实现功能,首先根据目前状态,计算出镜头需要到达的目标位置和角度,再向这个目标平滑运动即可.

这个算法分成两个部分实现: 1.让一个点平滑追踪角色位置 2.镜头看向这个点,直接设置期望的位置,不用做平滑处理.

实现出来的代码大致如下:

Vector3 watchPoint; //镜头看向的点
void Update(){
    //watchPoint平滑追踪角色
    Vector3 toPlayer = player.position - watchPoint;
    float step = Mathf.Max(toPlayer.magnitude * scale, minStep); //scale用来控制追踪速度,minStep为最小追踪步长.
    watchPoint = Vector3.MoveTowards(watchPoint, player.position, step);

    //镜头位置和角度设置
    float yaw = Vector3.AngleBetween(Vector3.forward, toWatchPoint);
    Quaternion rotation = Quaternion.Euler(0, yaw, 0);
    transform.rotation = rotation;

    Vector3 watchDir = rotation * Vector3.forward;
    transform.position = watchPoint - watchDir * cameraDistance; //cameraDistance为预设的镜头距离
}

赶紧运行看看,效果如下

仔细看一下,会发现移动时角色一直在抖动,经过我一段时间(好几天)的分析,发现是因为每次Update间隔中,物理引擎的step次数不一定相同,而角色运动是基于物理引擎,这样每次Update之间,角色可能没运动,也可能经历了两次物理引擎的step,从而造成抖动.

解决方法就比较简单了,在之前代码的基础上,用两次Update之间的FixedUpdate的次数来得到物理引擎更新的次数,使得镜头追踪的运动距离与实际物理引擎的step数成正比.在上面代码的基础上,加上了一个fixedCount,大致修改如下:

int fixedCount = 0;
void FixedUpdate()
{
    fixedCount++;
}

void Update()
{
    //watchPoint平滑追踪角色
    Vector3 toPlayer = player.position - watchPoint;
    //这里计算step时,用fixedCount作为乘数,两次Update间FixedUpdate次数越多,这次追踪步长也越大.
    float step = Mathf.Max(toPlayer.magnitude * fixedCount * scale, minStep);//scale用来控制追踪速度,minStep为最小追踪步长.
    watchPoint = Vector3.MoveTowards(watchPoint, player.position, step);
	...

    fixedCount = 0; //最后要清零 
}

为什么不直接把镜头追踪代码写在FixedUpdate里面,而是计数,再到Update里面处理呢?查阅unity文档,可以知道物理引擎的计算是在FixedUpdate之后,如果在FixedUpdate里面追踪,那么镜头追踪角色的位置并不是实际渲染位置,实际测试也会导致一点点抖动.