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编程问答

Unity3D之主角面朝方向一定区域内对象角度计算（转）

發布時間：2025/3/15 编程问答 20 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Unity3D之主角面朝方向一定区域内对象角度计算（转）小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

寫在前面的話，前兩天有個朋友在QQ上問我如何獲取主角面朝方向一定區域中的敵人對象。這個命題看似簡單，其實里面蘊含了很多數學方面的東西。今天剛好有時間我就徹底的把這個疑問寫在博客中。希望可以幫助到他。

在上代碼之前請大家跟我先做幾個簡單的練習題，角度向量的計算一定要學會，不然后面的東西會很難懂。

1.已知3D坐標，和一個旋轉角度，以及一段距離，求目標點的3D坐標。

已知當前點為Target，目標點沿著Target的Y軸旋轉30度，沿著Target的X軸延伸10米求目標點的3D坐標？

using UnityEngine;

using System.Collections;

public class Test : MonoBehaviour

{

? ?? ???public Transform Target;

? ?? ???void LateUpdate ()

? ?? ???{

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

? ?? ?? ?? ?? ? Vector3??newPos = rotation * new Vector3(10f,0f,0f);

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

? ?? ?? ?? ?? ? Debug.Log("newpos " + newPos +" nowpos " + Target.position + " distance " + Vector3.Distance(newPos,Target.position));

? ?? ???}

}

輸出結果：新坐標 (8.7, 0.0, -5.0) 當前坐標 (0.0, 0.0, 0.0)兩點之間的距離 10。

?2.已知3D模型的角度求它的向量。已知3D模型Target，Y軸旋轉30度后向前平移。

using UnityEngine;

using System.Collections;

public class Test : MonoBehaviour

{

? ?? ???public Transform Target;

? ?? ???void LateUpdate ()

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?? ? if(Input.GetMouseButton(0))

? ?? ?? ?? ?? ? {

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

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?Vector3??newPos = rotation * Vector3.forward;

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

? ?? ?? ?? ?? ? }

? ?? ???}

}

3.已知一個目標點，讓模型朝著這個目標點移動。這是一個比較簡單的例子，大家應該都能看明白。

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

? ?? ?? ?? ?? ? Target.Translate(Vector3.forward);

這里我要說的就是Vector3.forward ，它等價與 new Vector3(0,0,1)；它并不是一個坐標，它是一個標準向量，方向是沿著Z軸向前。這樣平移一次的距離就是1米，如果Vector3.forward * 100那么一次平移的距離就是100米。?在看看下面這段代碼.

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

? ?? ?? ?? ?? ? Target.Translate(vecn *0.1f);

用向量減去一個向量求出它們的差值，normalized 是格式化向量，意思是把它們之間向量格式化到1米內。這樣就可以更加精確的計算一次平移的距離了 vecn *0.1f 就標示一次平移1分米，蛤蛤。?向量不僅可以進行X Y Z軸的移動，同樣可以進行旋轉，下面這段代碼就是讓向量沿著Y軸旋轉30度。

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

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

? ?? ???Target.Translate(vecn *0.1f);

如果上述三道簡單的練習題你都能了然于心的話，那么本文最大的難題我相信也不會是什么難事，繼續閱讀吧。假設我們需要計算主角面前5米內所有的對象時。以主角為圓心計算面前5米外的一個點，為了讓大家看清楚我現將這條線繪制出來。

private float distance = 5f;

void Update ()?

{

? ?? ???Quaternion r= transform.rotation;

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

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

}

如下圖所，我們已經將這兩個點計算出來了。此時你可以動態的編輯主角Y軸的坐標，這個點永遠都是沿著主角當前角度面前5米以外的點。?

<ignore_js_op>?
接下來，我們需要計算主角面前的一個發散性的角度。假設主角看到的是向左30度，向右30度在這個區域。

private float distance = 5f;

void Update ()?

{

? ?? ???Quaternion r= transform.rotation;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

}

如下圖所示，這時主角面前的區域就計算出來了。看起來就是兩個三角形之間的區域。<ignore_js_op>???

最后就是簡單的套用公式，計算一個點是否在三角形內，在本文中就是計算敵人的點是否在面前的這兩個三角形內。

using UnityEngine;

using System.Collections;

public class MyTest : MonoBehaviour {

? ?? ???public Transform cube;

? ?? ???private float distance = 5f;

? ?? ???void Update ()?

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?? ? Quaternion r= transform.rotation;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

? ?? ?? ?? ?? ? Vector3 point = cube.position;

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

? ?? ?? ?? ?? ? {

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

? ?? ?? ?? ?? ? }else?

? ?? ?? ?? ?? ? {

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

? ?? ?? ?? ?? ? }

? ?? ???}

? ?? ???private??float triangleArea(float v0x,float v0y,float v1x,float v1y,float v2x,float v2y)?

? ?? ???{

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

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

? ? }

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

? ?? ???{

? ?? ?? ?? ?? ? float x = point.x;

? ?? ?? ?? ?? ? float y = point.z;

? ?? ?? ?? ?? ? float v0x = v0.x;

? ?? ?? ?? ?? ? float v0y = v0.z;

? ?? ?? ?? ?? ? float v1x = v1.x;

? ?? ?? ?? ?? ? float v1y = v1.z;

? ?? ?? ?? ?? ? float v2x = v2.x;

? ?? ?? ?? ?? ? float v2y = v2.z;

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

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

? ?? ?? ?? ?? ? if (Mathf.Abs(t - a) <= 0.01f)?

? ?? ?? ?? ?? ? {

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?return true;

? ?? ?? ?? ?? ? }else?

? ?? ?? ?? ?? ? {

? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?return false;

? ?? ?? ?? ?? ? }

? ?? ???}

}

如下圖所示，如果箱子對象是主角的視野中就會檢測到。

<ignore_js_op>???

注意，上圖中我的視野選擇了兩個三角形，如果你需要視野目標點是橢圓形的話，那么可以多設置一些三角形。但是這樣就會非常消耗效率，我覺得這里完全可以使用1個三角形，，只是正對的目標點會出現一些偏差，影響其實并不會很大。如下圖所示

<ignore_js_op>?

代碼簡單的修改一下即可。