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👨💻 本文由 秩沅 原创
👨💻 收录于专栏：Unity游戏demo
⭐🅰️Unity3D赛车游戏⭐
⭐前言⭐
–
😶🌫️版本: Unity2021
😶🌫️适合人群：Unity初学者
😶🌫️学习目标：3D赛车游戏的基础制作
😶🌫️技能掌握：
🎶（A）车辆优化——阿克曼转向添加
😶🌫️认识阿克曼转向
引用：阿克曼转向是一种现代汽车的转向方式，也是移动机器人的一种运动模式，在汽车转弯的时候，内外轮转过的角度不一样，内侧轮胎转弯半径小于外侧轮胎
原理图:
_____________
简单理解：一个杆子把左轮和右轮连接起来一起转。
左轮的旋转的半径小于右轮
优点:大大减小了车轮转向需要的空间，转向更加稳定
- 阿克曼公式：
β为汽车前外轮转角，α为汽车前内轮转角，K为两主销中心距，L为轴距。
😶🌫️区别：
-
未添加阿克曼转向之前的原理：
通过控制轮子的最大转向范围来转向
-
添加之后
更稳定，机动性更强
😶🌫️关键代码
- 后轮距尺寸设置为1.5f ，轴距设置为2.55f ，radius 默认为6，radius 越大旋转的角度看起来越小
if (horizontal > 0 ) {
//后轮距尺寸设置为1.5f ，轴距设置为2.55f ，radius 默认为6，radius 越大旋转的角度看起来越小
wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * horizontal;
wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * horizontal;
} else if (horizontal < 0 ) {
wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * horizontal;
wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * horizontal;
} else {
wheels[0].steerAngle =0;
wheels[1].steerAngle =0;
}
😶🌫️完整代码
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//-------------------------------------
//—————————————————————————————————————
//___________项目: ______________
//___________功能： 车轮的运动
//___________创建者：_______秩沅________
//_____________________________________
//-------------------------------------
//驱动模式的选择
public enum EDriveType
{
frontDrive, //前轮驱动
backDrive, //后轮驱动
allDrive //四驱
}
public class WheelMove : MonoBehaviour
{
//-------------------------------------------
//四个轮子的碰撞器
public WheelCollider[] wheels ;
//网格的获取
public GameObject[] wheelMesh;
//扭矩力度
public float motorflaot = 200f;
//初始化三维向量和四元数
private Vector3 wheelPosition = Vector3.zero;
private Quaternion wheelRotation = Quaternion.identity;
//-------------------------------------------
//驱动模式选择 _默认前驱
public EDriveType DriveType = EDriveType.frontDrive;
//轮半径
public float radius = 0.25f;
private void FixedUpdate()
{
WheelsAnimation(); //车轮动画
VerticalContorl(); //驱动管理
HorizontalContolr(); //转向管理
}
//垂直轴方向管理（驱动管理）
public void VerticalContorl()
{
switch (DriveType)
{
case EDriveType.frontDrive:
//选择前驱
if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效
{
for (int i = 0; i < wheels.Length - 2; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical *(motorflaot / 2); //扭矩马力归半
}
}
break;
case EDriveType.backDrive:
//选择后驱
if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效
{
for (int i = 2; i < wheels.Length; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical * (motorflaot / 2); //扭矩马力归半
}
}
break;
case EDriveType.allDrive:
//选择四驱
if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效
{
for (int i = 0; i < wheels.Length; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical * ( motorflaot / 4 ); //扭矩马力/4
}
}
break;
default:
break;
}
}
//水平轴方向管理（转向管理）
public void HorizontalContolr()
{
if (InputManager.InputManagerment.horizontal > 0)
{
//后轮距尺寸设置为1.5f ，轴距设置为2.55f ，radius 默认为6，radius 越大旋转的角度看起来越小
wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;
wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;
}
else if (InputManager.InputManagerment.horizontal < 0)
{
wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;
wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;
}
else
{
wheels[0].steerAngle = 0;
wheels[1].steerAngle = 0;
}
}
//车轮动画相关
public void WheelsAnimation()
{
for (int i = 0; i < wheels.Length ; i++)
{
//获取当前空间的车轮位置 和 角度
wheels[i].GetWorldPose(out wheelPosition, out wheelRotation);
//赋值给
wheelMesh[i].transform.position = wheelPosition;
print(wheelRotation);
wheelMesh[i].transform.rotation = wheelRotation * Quaternion .AngleAxis (90,Vector3 .forward );
}
}
}
}
}
}
🎶（B）车辆优化——车身持续稳定的优化
WheelMove脚本 ——> CarMoveControl脚本 更改脚本名
😶🌫️速度属性实时转换
- 每小时多少公里 和 每秒多少米的对应关系 ——1m/s = 3.6km/h
速度属性建议改成Int类型 ，float类型会上下浮动不准确
//1m/s = 3.6km/h
Km_H =(int)(rigidbody.velocity.magnitude * 3.6) ;
Km_H = Mathf.Clamp( Km_H,0, 200 ); //油门速度为 0 到 200 Km/H之间
- 相机测速 m/s
//相机监测实时速度
Control = target.GetComponent<CarMoveControl>();
speed = (int )Control.Km_H / 4;
speed = Mathf.Clamp(0, 55,speed ); //对应最大200公里每小时
- 添加四个轮子的实时速度，对应虚度属性，可以明显的观察四驱和二驱的汽车动力
//车辆物理属性相关
public void VerticalAttribute()
{
//1m/s = 3.6km/h
Km_H =(int)(rigidbody.velocity.magnitude * 3.6) ;
Km_H = Mathf.Clamp( Km_H,0, 200 ); //油门速度为 0 到 200 Km/H之间
//显示每个轮胎的扭矩
f_right = wheels[0].motorTorque;
f_left = wheels[1].motorTorque;
b_right = wheels[2].motorTorque;
b_left = wheels[3].motorTorque;
}
😶🌫️为车子添加下压力
知识百科: 什么是下压力
下压力是车在行进中空气在车体上下流速不一产生的,使空气的总压力指向地面从而增加车的抓地力.
速度越大，下压力越大，抓地更强，越不易翻车
- 关键代码
//-------------下压力添加-----------------
//速度越大，下压力越大，抓地更强
rigidbody.AddForce(-transform.up * downForceValue * rigidbody.velocity .magnitude );
😶🌫️质心的添加centerMess
知识百科：什么是质心?——质量中心
汽车制造商在设计汽车时会考虑质心的位置和重心高度，以尽可能减小质心侧偏角。 一些高性能汽车甚至会采用主动悬挂系统来控制车身侧倾，从而减小质心侧偏角，提高车辆的稳定性和操控性。
质量中心越贴下，越不容易翻
//-------------质量中心同步----------------
//质量中心越贴下，越不容易翻
rigidbody.centerOfMass = CenterMass;
- 手刹的添加
//手刹管理
public void HandbrakControl()
{
if(InputManager.InputManagerment .handbanl )
{
//后轮刹车
wheels[2].brakeTorque = brakVualue;
wheels[3].brakeTorque = brakVualue;
}
else
{
wheels[2].brakeTorque = 0;
wheels[3].brakeTorque = 0;
}
}
😶🌫️轮胎的平滑度的显示
wheelhit.forwardSlip;用来观看刹车轮胎在滚动方向上打滑。加速滑移为负，制动滑为正
_______
for (int i = 0; i < slip.Length; i++)
{
WheelHit wheelhit;
wheels[i].GetGroundHit(out wheelhit);
slip[i] = wheelhit.forwardSlip; //轮胎在滚动方向上打滑。加速滑移为负，制动滑为正
}
🎶（C）脚本记录
CarMoveContorl
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//-------------------------------------
//—————————————————————————————————————
//___________项目: ______________
//___________功能： 车轮的运动
//___________创建者：_______秩沅________
//_____________________________________
//-------------------------------------
//驱动模式的选择
public enum EDriveType
{
frontDrive, //前轮驱动
backDrive, //后轮驱动
allDrive //四驱
}
public class CarMoveControl : MonoBehaviour
{
//-------------------------------------------
//四个轮子的碰撞器
public WheelCollider[] wheels ;
//网格的获取
public GameObject[] wheelMesh;
//初始化三维向量和四元数
private Vector3 wheelPosition = Vector3.zero;
private Quaternion wheelRotation = Quaternion.identity;
//-------------------------------------------
//驱动模式选择 _默认前驱
public EDriveType DriveType = EDriveType.frontDrive;
//----------车辆属性特征-----------------------
//车刚体
public Rigidbody rigidbody;
//轮半径
public float radius = 0.25f;
//扭矩力度
public float motorflaot = 8000f;
//刹车力
public float brakVualue = 800000f;
//速度：每小时多少公里
public int Km_H;
//下压力
public float downForceValue = 1000f;
//四个轮胎扭矩力的大小
public float f_right;
public float f_left;
public float b_right;
public float b_left;
//车轮打滑参数识别
public float[] slip ;
//质心
public Vector3 CenterMass;
//一些属性的初始化
private void Start()
{
rigidbody = GetComponent<Rigidbody>();
slip = new float[4];
}
private void FixedUpdate()
{
VerticalAttribute();//车辆物理属性管理
WheelsAnimation(); //车轮动画
VerticalContorl(); //驱动管理
HorizontalContolr(); //转向管理
HandbrakControl(); //手刹管理
}
//车辆物理属性相关
public void VerticalAttribute()
{
//---------------速度实时---------------
//1m/s = 3.6km/h
Km_H =(int)(rigidbody.velocity.magnitude * 3.6) ;
Km_H = Mathf.Clamp( Km_H,0, 200 ); //油门速度为 0 到 200 Km/H之间
//--------------扭矩力实时---------------
//显示每个轮胎的扭矩
f_right = wheels[0].motorTorque;
f_left = wheels[1].motorTorque;
b_right = wheels[2].motorTorque;
b_left = wheels[3].motorTorque;
//-------------下压力添加-----------------
//速度越大，下压力越大，抓地更强
rigidbody.AddForce(-transform.up * downForceValue * rigidbody.velocity .magnitude );
//-------------质量中心同步----------------
//质量中心越贴下，越不容易翻
rigidbody.centerOfMass = CenterMass;
}
//垂直轴方向运动管理（驱动管理）
public void VerticalContorl()
{
switch (DriveType)
{
case EDriveType.frontDrive:
//选择前驱
if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效
{
for (int i = 0; i < wheels.Length - 2; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical *(motorflaot / 2); //扭矩马力归半
}
}
else
{
for (int i = 0; i < wheels.Length - 2; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = 0;
}
}
break;
case EDriveType.backDrive:
//选择后驱
if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效
{
for (int i = 2; i < wheels.Length; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical * (motorflaot / 2); //扭矩马力归半
}
}
else
{
for (int i = 2; i < wheels.Length ; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = 0;
}
}
break;
case EDriveType.allDrive:
//选择四驱
if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效
{
for (int i = 0; i < wheels.Length; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical * ( motorflaot / 4 ); //扭矩马力/4
}
}
else
{
for (int i = 0; i < wheels.Length; i++)
{
//扭矩力度
wheels[i].motorTorque = 0;
}
}
break;
default:
break;
}
}
//水平轴方向运动管理（转向管理）
public void HorizontalContolr()
{
if (InputManager.InputManagerment.horizontal ！= 0)
{
//后轮距尺寸设置为1.5f ，轴距设置为2.55f ，radius 默认为6，radius 越大旋转的角度看起来越小
wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;
wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;
}
else
{
wheels[0].steerAngle = 0;
wheels[1].steerAngle = 0;
}
}
//手刹管理
public void HandbrakControl()
{
if(InputManager.InputManagerment .handbanl )
{
//后轮刹车
wheels[2].brakeTorque = brakVualue;
wheels[3].brakeTorque = brakVualue;
}
else
{
wheels[2].brakeTorque = 0;
wheels[3].brakeTorque = 0;
}
//------------刹车效果平滑度显示------------
for (int i = 0; i < slip.Length; i++)
{
WheelHit wheelhit;
wheels[i].GetGroundHit(out wheelhit);
slip[i] = wheelhit.forwardSlip; //轮胎在滚动方向上打滑。加速滑移为负，制动滑为正
}
}
//车轮动画相关
public void WheelsAnimation()
{
for (int i = 0; i < wheels.Length ; i++)
{
//获取当前空间的车轮位置 和 角度
wheels[i].GetWorldPose(out wheelPosition, out wheelRotation);
//赋值给
wheelMesh[i].transform.position = wheelPosition;
wheelMesh[i].transform.rotation = wheelRotation * Quaternion .AngleAxis (90,Vector3 .forward );
}
}
}
CameraFllow
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//-------------------------------------
//—————————————————————————————————————
//___________项目: ______________
//___________功能： 相机的跟随
//___________创建者：秩沅_______________
//_____________________________________
//-------------------------------------
public class CameraFllow : MonoBehaviour
{
//目标物体
public Transform target;
private CarMoveControl Control;
public int speed;
//鼠标滑轮的速度
public float ScrollSpeed = 45f;
//Y轴差距参数
public float Ydictance = 0f;
public float Ymin = 0f;
public float Ymax = 4f;
//Z轴差距参数
public float Zdictance = 4f;
public float Zmin = 4f;
public float Zmax = 8f;
//相机看向的角度 和最終位置
public float angle = -25 ;
public Vector3 lookPosition;
void LateUpdate()
{
//Z轴和Y轴的距离和鼠标滑轮联系
Ydictance += Input.GetAxis("Mouse ScrollWheel") * ScrollSpeed * Time.deltaTime;//平滑效果
Zdictance += Input.GetAxis("Mouse ScrollWheel") * ScrollSpeed * Time.deltaTime;
//設置Y軸和x轴的滚轮滑动范围
Ydictance = Mathf.Clamp(Ydictance , Ymin ,Ymax ) ;
Zdictance = Mathf.Clamp(Zdictance , Zmin, Zmax ) ;
//确定好角度，四元数 * 三维向量 = 三维向量
lookPosition = Quaternion.AngleAxis(angle, target .right) * -target.forward ;
//更新位置
transform.position = target.position + Vector3.up * Ydictance - lookPosition * Zdictance ;
//更新角度
transform.rotation = Quaternion.LookRotation(lookPosition);
//实时速度
Control = target.GetComponent<CarMoveControl>();
speed = (int )Control.Km_H / 4;
speed = Mathf.Clamp(speed,0, 55 ); //对应最大200公里每小时
}
}
InputMana
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//-------------------------------------
//—————————————————————————————————————
//___________项目: ______________
//___________功能： 输入控制管理器
//___________创建者：秩沅_______________
//_____________________________________
//-------------------------------------
public class InputManager : MonoBehaviour
{
//单例模式管理
static private InputManager inputManagerment;
static public InputManager InputManagerment => inputManagerment;
public float horizontal; //水平方向动力值
public float vertical; //垂直方向动力值
public bool handbanl; //手刹动力值
void Awake()
{
inputManagerment = this;
}
void Update()
{
//与Unity中输入管理器的值相互对应
horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
vertical = Input.GetAxis("Vertical");
handbanl = Input.GetAxis("Jump")!= 0 ? true :false ; //按下空格键时就是1，否则为0
}
}
⭐🅰️⭐
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⭐【Unityc#专题篇】—进阶章题单实践练习
⭐【Unityc#专题篇】—基础章题单实践练习
⭐【Unityc#专题篇】—核心章题单实践练习
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文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-671762.html
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