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XR交互_3D操控杆

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2023年10月15日
啪布里克
打好基础，搞点花活
游戏操控杆给我们的体验是非常直观沉浸的，这种强交互性在XR应用中可以给用户很好的体验感。下面是我实现3D交互操纵杆的方法_通过屏幕操纵3D操纵杆（VRAR中同样适用）
思路拆解
首先，操控杆是三部分组成的。
头：手去摇动头 ——（改变位置）
杆：上面连接头和下面连接底部 ——（连接）
底：保证固定不让整体呗移动（） ——（确定相对位置）
这里复现操纵杆可以分为两部分
改变头部的位置。注意点：移动的位置在底部为中心的半径x的范围圈内
杆底部长在底座上，头部始终跟着头部走
我们改变一下思路
让头和杆实体统称杆，唯一功能就是始终指向头部位置
头部的就是一个不被可见的碰撞体，唯一的功能就是在范围内移动
代码前先看结构

下面是代码与解释
先说杆始终朝向球切不发生杆乱转问题
using UnityEngine;

public class Joystick : MonoBehaviour
{
    public Transform 头Obj_A;
    public Transform stable_Y_Object;

    void Update()
    {
        //Z轴就时刻看着摇杆 头Obj_B，Y轴看着Obj_C
        transform.LookAt(头Obj_A.transform, stable_Y_Object.transform.localPosition);
    }
}
在说头移动的问题
1.在头原本点的XZ平面上跟随鼠标移动
2.移动范围要现在在原出生点位的一定半径内
3.手离开以后还得自动回到原位。
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class JoystickHandleController : MonoBehaviour
{
    public Transform anchorPoint;    //考虑到整体摇杆会移动翻转，如在战斗机上。使用使用一个不变的点位充当摇杆头的初始点位

    public float initialRadius = 0.15f; // 初始圆圈的半径
    private float maxRadius; // 圆圈的半径
    private bool isDragging;

    public float moveTime = 0.5f;
    private Coroutine iEBackJoystick;
    private void Start()
    {
        maxRadius = initialRadius; // 初始化圆圈的半径
    }

    private void Update()
    {

        // 检测鼠标左键是否按下
        if (Input.GetMouseButtonDown(0))
        {
            // 创建一条射线从摄像机到鼠标位置
            Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);

            // 设置射线碰撞检测
            RaycastHit hit;
            if (Physics.Raycast(ray, out hit))
            {
                // 检查是否点击到了手柄
                if (hit.collider.gameObject == gameObject)
                {
                    isDragging = true;
                    StopBack();
                }
            }
        }
        // 检测鼠标左键是否释放
        else if (Input.GetMouseButtonUp(0))
        {
            isDragging = false;
            StartBack();
        }
        //1.在头原本点的XZ平面上跟随鼠标移动-----------------------------------
        if (isDragging)
        {
            // 根据鼠标位置计算射线与手柄所在平面的交点
            Plane plane = new Plane(transform.up, transform.position);
            Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);

            float distance;
            if (plane.Raycast(ray, out distance))
            {
                Vector3 intersectionPoint = ray.GetPoint(distance);

                // 将交点限制在手柄所在平面内
                Vector3 constrainedPosition = anchorPoint.InverseTransformPoint(intersectionPoint);


                // 计算交点与初始位置之间的偏移向量
                Vector3 offset = constrainedPosition - anchorPoint.localPosition;
                offset.y = anchorPoint.localPosition.y;
                // 2.移动范围要现在在原出生点位的一定半径内 将偏移向量限制在圆圈范围内-----------
                if (offset.magnitude > maxRadius)
                {
                    offset = offset.normalized * maxRadius;
                    offset.y = anchorPoint.localPosition.y;
                }

                // 将手柄移动到偏移向量与初始位置之和的位置
                transform.localPosition = offset;

            }
        }
    }
    //3.松手的时候回到原位用一个携程函数来实现---------------------------------------------
    private IEnumerator JoystickBack()
    {
        Vector3 startPosition = transform.localPosition;
        float elapsedTime = 0f;

        while (elapsedTime < moveTime)
        {
            // 使用线性插值函数将物体逐渐移动到目标位置
            transform.localPosition = Vector3.Lerp(startPosition, anchorPoint.localPosition, elapsedTime / moveTime);

            // 等待一帧
            yield return null;
            elapsedTime += Time.deltaTime;
        }
    }
    public void StartBack()
    {
        if (iEBackJoystick == null&& transform.localPosition!= anchorPoint.localPosition) 
        { iEBackJoystick = StartCoroutine(JoystickBack()); }
    }
    public void StopBack()
    {
        if (iEBackJoystick != null) {
            StopCoroutine(iEBackJoystick);
            iEBackJoystick = null;
        }
    }
}
知识点可以注意一下
一是携程储存-开始与终止
二是根据鼠标位置计算射线与手柄所在平面的交点的
首先，通过Plane plane = new Plane(transform.up, transform.position)创建了一个新的平面。此平面的方向向量是 transform.up，这表明平面是垂直于Y轴的，通过物体的位置定义其位置。
然后，创建一个从鼠标的屏幕位置发出的射线 Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition)。这是一个从主相机朝向鼠标光标的射线。
然后，它用刚刚创建的射线与平面进行相交，并用 out 关键字得到射线与平面的交点距离。这是通过 if (plane.Raycast(ray, out distance)) 实现的。如果射线与平面相交，该函数返回true，并计算出射线与平面的交点距离。
然后，通过 Vector3 intersectionPoint = ray.GetPoint(distance), 计算出射线和平面的交点。
紧接着，通过 Vector3 constrainedPosition = anchorPoint.InverseTransformPoint(intersectionPoint)，将得到的交点限制在了手柄所在的平面内。
然后，通过 Vector3 offset = constrainedPosition - anchorPoint.localPosition，计算出交点与手柄初始位置间的向量偏移量，然后限制了这个偏移量的y分量等于初始位置的y分量( offset.y = anchorPoint.localPosition.y )，这主要是为了保证交点仍在手柄所在的平面内。
最后，通过transform.localPosition = offset，将手柄移动到偏移向量与初始位置之和的位置。 这样，可以观测到鼠标移动时，手柄同时在其所在平面内移动。
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发布于 新手答疑