【游戲開發創新】上班通勤時間太長，做一個任意門，告別地鐵與塞車（Unity | 建模 | ShaderGraph | 搖桿 | 角色控制）

一、前言

嗨，大家好，我是新發，
現在每天上班的通勤時間是一個多小時，加上下班的通勤時間，每天在路上就是兩個半小時，在廣州早高峰坐地鐵簡直要命，這里我不得不吐槽一下廣州21號線，人流量超多，發車頻率還低，導致每趟都堆積特別多人，每次都要等至少兩三趟才能擠上，而且都好暴力，太瘋狂了，這樣真的容易出事，每次出地鐵心里都在重復一句話：下次不搭21號線了！
還好有熱心同事經常開車搭我上下班，老麻煩別人也很不好意思，不過，搭了幾次車又感覺臉皮厚了-_-

要是有一個任意門可以連接家門口和公司門口就好了，現實中沒有，那就在虛擬世界里做一個吧~

二、最終效果

我做的Demo最終效果如下，
家門口：

從家門口穿過傳送門：

從公司經過傳送門回家：

下面，我就來講講我的制作程序吧~

三、Blender建模

看過我前面兩篇文章的同學應該知道，我最近自學了Blender建模，感興趣的同學可以看下我之前兩篇文章，
【游戲開發創新】當我學了Blender 建模，自制3D電腦桌面，回收站爆發了，把我做的模型都吐了出來（Blender | Unity | FBX），
【游戲開發創新】自學Blender建模，自制孔明燈，在Unity中點亮整個星空，愿新年，勝舊年（Unity | 建模 | 粒子系統 | 預設）

1、Blender下載安裝

Blender官網：https://www.blender.org/
Blender中國社區：https://www.blendercn.org/
Blender中文手冊：https://docs.blender.org/manual/zh-hans/2.79/about/introduction.html

我使用的Blender版本是2.93.4，

注：關于Blender的教程網上蠻多的，這里我就不過多講了，掌味訓本操作和快捷鍵，很快就可以上手建模啦~

2、傳送門建模

傳送門最終模型如下：

3、房子建模

房子最終模型如下：

4、公司大樓建模

公司大樓最終模型如下：

5、文字模型

再做一些文字模型，

四、Blender匯出FBX

在Blender中點擊選單File / Export / FBX，將模型匯出成FBX格式，

如下：

五、FBX匯入Unity中

將FBX檔案匯入到Unity工程中，

把模型放入場景中，現在都是默認的材質，所以都是灰白色的，不著急，下面我們就來做材質~

六、制作材質

1、傳送門

材質球使用的shader我打算使用ShaderGraph來制作，我之前寫過一篇ShaderGraph的文章：《ShaderGraph使用教程與各種特效案例：Unity2020》，推薦先看下這篇文章，

1.1、ShaderGraph準備

安裝Universal RP插件，

在Project視圖中右鍵滑鼠，點擊選單Create / Rendering / Universal Render Pipeline / Pipeline Asset (Forward Renderer)，

創建UniversalRenderPipelineAsset，如下

點擊選單Edit / Project Settings...，打開Project Settings視窗，選擇Graphics分頁，把UniversalRenderPipelineAsset拖到Scriptable Render Pipeline Settings中，

1.2、創建ShaderGraph

在Project視圖中右鍵滑鼠，點擊選單Create / Shader / Universal Render Pipeline / Lit Shader Graph，創建一個PBR的ShaderGraph，

重命名為PortalCenter，作為傳送門中心的shader，

1.3、編輯ShaderGraph

雙擊PortalCenter打開編輯器，編輯節點如下，核心就是對泰森多邊形（Voronio）進行UV旋渦旋轉（Twirl），

1.4、材質球使用ShaderGraph

創建一個材質球Material， 重命名為PortalCenter，

設定材質球的shader為剛剛的ShaderGraph檔案，

1.5、模型參考材質球

將材質球賦值給傳送門模型，

效果如下，

2、房子材質球

同理，制作房子的材質，

效果如下，

3、公司大樓材質球

制作房子的材質，

效果如下，

七、地面

1、廣州地鐵圖

找一張廣州最新的地鐵地圖，我找到的是下面這張，

2、地面（Plane）

在場景中創建一個Plane平面，制作材質并參考這張圖片，


效果如下：

八、主角

1、主角資源

主角我在AssetStore上找到了一個心儀的模型，推薦給大家，
AssetStore地址：https://assetstore.unity.com/packages/3d/characters/humanoids/sci-fi/stylized-astronaut-114298

將模型下載匯入Unity中，

2、雙搖桿制作

主角的移動和攝像頭的角度旋轉我想通過搖桿來控制，我們做一個雙搖桿功能，
在Canvas節點上右鍵點擊選單UI / Panel，創建一個Panel，

把Image組件禁用掉，因為我們不需要Panel顯示出來，

在Panel下創建一個Image，重命名為leftJointedArm，作為左搖桿的父節點，

設定它的錨點為bottom - left，即螢屏左下角，調整坐標和寬高，

像這樣子，

把它的Color的alpha調為0，因為我們只需要利用它的區域來檢測觸碰，我們不需要肉眼看見它，

接著在它的子節點下創建兩個Image，分別命名為bg和center，

它們的Source Image都設定為搖桿的圖片資源，

分別調整下bg和center的大小和顏色透明度，效果如下：

同理再做一個右搖桿，

效果如下：

接下來需要給搖桿加上邏輯，Unity的UGUI提供了ScrollRect組件，非常適合用來制作搖桿，我們繼承ScrollRect然后實作OnDrag和OnEndDrag方法，可以很方便地獲取到搖桿的遙控資料，另外，為了檢測區域點擊，我們再實作IPointerDownHandler介面，

創建搖桿腳本JointedArm.cs，代碼如下：

using UnityEngine;
using UnityEngine.EventSystems;
using UnityEngine.UI;
using System;

/// <summary>
/// 搖桿
/// </summary>
public class JointedArm : ScrollRect, IPointerDownHandler
{
    public Action<Vector2> onDragCb;
    public Action onStopCb;

    protected float radius = 0f;
    
    private Transform trans;
    private RectTransform bgTrans;
    private Camera uiCam;
    private Vector3 originalPos;

    protected override void Awake()
    {
        base.Awake();
        trans = transform;
        bgTrans = trans.Find("bg") as RectTransform;
        uiCam = GameObject.Find("UICamera").GetComponent<Camera>();
        originalPos = trans.localPosition;
    }

    void Update()
    {
        if (Input.GetMouseButtonUp(0))
        {
            //松手時，搖桿復位
            trans.localPosition = originalPos;
            this.content.localPosition = Vector3.zero;
        }
    }

    protected override void Start()
    {
        base.Start();
        //計算搖桿塊的半徑
        radius = bgTrans.sizeDelta.x * 0.5f;
    }

    public override void OnDrag(PointerEventData eventData)
    {
        base.OnDrag(eventData);
        var contentPostion = this.content.anchoredPosition;
        if (contentPostion.magnitude > radius)
        {
            contentPostion = contentPostion.normalized * radius;
            SetContentAnchoredPosition(contentPostion);
        }
        // Debug.Log("搖桿滑動，方向：" + contentPostion);

        if(null != onDragCb)
            onDragCb(contentPostion);
    }

    public override void OnEndDrag(PointerEventData eventData)
    {
        base.OnEndDrag(eventData);
        // Debug.Log("搖桿拖動結束");
        if (null != onStopCb)
            onStopCb();
    }

    public void OnPointerDown(PointerEventData eventData)
    {
        //點擊到搖桿的區域，搖桿移動到點擊的位置
        trans.position = uiCam.ScreenToWorldPoint(eventData.position);
        trans.localPosition = new Vector3(trans.localPosition.x, trans.localPosition.y, 0);
    }
}

把JointedArm.cs分別掛到leftJointedArm和rightJointedArm上，賦值對應的center，

運行Unity，搖桿測驗效果如下：

接下來我們要實作左搖桿控制主角移動并播放跑的影片，右搖桿控制攝像機角度旋轉，

3、主角移動控制

3.1、影片控制

注：關于Animator組件的詳細使用可以參見我之前寫的這篇文章：《Unity影片狀態機Animator使用》

打開角色的影片控制器檔案CharacterController，

可以看到，兩個動作，一個idle（站立）一個Run（跑），

到Parameters（引數）里面有一個AnimationPar引數，這個引數就是用來控制站立與跑著兩個影片的過渡條件的，

從Idle過渡到Run的條件是AnimationPar等于1，

從Run過渡到Idle的條件是AnimationPar等于0，

這樣，我們就可以在代碼中通過這個引數來控制影片的過渡了，例：

// public Animator anim; 

// 站立 -> 跑
anim.SetInteger("AnimationPar", 1);
// 跑 -> 站立
anim.SetInteger("AnimationPar", 0);

3.2、移動控制

主角的移動控制包括坐標和角度的變化，當搖桿向左滑，主角向左移動，同時主角的朝向也跟著轉向左邊，
移動我們可以設定transfrom的position屬性來實作，轉向我們可以設定transfrom的forward屬性來實作，例：

// Vector3 moveDirection; 搖桿向量
// float speed; 移動速度
// float turnSpeed; 轉向速度

transform.position += moveDirection * speed * Time.deltaTime;
transform.forward = Vector3.Lerp(transform.forward, moveDirection, turnSpeed * Time.deltaTime);

3.3、主角腳本代碼

綜上，我們封裝一個主角腳本Player.cs，代碼如下：

// Player.cs
using System.Runtime.InteropServices;
using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;

/// <summary>
/// 主角腳本
/// </summary>
public class Player : MonoBehaviour
{
    // 移動速度
    public float speed = 1f;
    // 轉向速度
    public float turnSpeed = 20f;

    public Animator anim;
    // 跟節點
    public Transform rootTrans;
    // 模型節點
    public Transform modelTrans;
    // 導航Agent
    public NavMeshAgent navAgent;
    
    // 是否在移動
    private bool moving = false;
    // 移動向量
    private Vector3 moveDirection = Vector3.zero;
    // 是否可移動
    private bool canMove = true;

    private void Awake() {
        companyPosParticle.Stop();
        homePosParticle.Stop();
    }

    void Update()
    {
        if (canMove && moving)
        {
            anim.SetInteger("AnimationPar", 1);

            rootTrans.position += moveDirection * speed * Time.deltaTime;
            modelTrans.forward = Vector3.Lerp(modelTrans.forward, moveDirection, turnSpeed * Time.deltaTime);
        }
        else
        {
            anim.SetInteger("AnimationPar", 0);
        }
    }

    public void Move(Vector3 direction)
    {
        moveDirection = direction;
        moving = true;
    }

    public void Stand()
    {
        moving = false;
    }

將Player.cs腳本掛到主角物體上，在Inspector面板賦值腳本的成員變數，

我們再創建一個GameMgr.cs腳本來調度，

// GameMgr.cs

public Player player;
public JointedArm leftJointedArm;
private Transform playerTrans;
private Transform camTrans;

// ...

// 左搖桿 -------------------------------------------
leftJointedArm.onDragCb = (direction) =>
{
    var realDirect = camTrans.localToWorldMatrix * new Vector3(direction.x, 0, direction.y);
    realDirect.y = 0;
    realDirect = realDirect.normalized;
    player.Move(realDirect);
};
leftJointedArm.onStopCb = () => { player.Stand(); };

創建一個空物體重命名為GameMgr，把GameMgr.cs掛到這個物體上，并在Inspector面板中賦值腳本的成員變數，

3.4、主角移動測驗

運行測驗效果如下：

4、攝像機跟隨

我們創建一個CameraControler.cs腳本，實作攝像機跟隨主角的邏輯，代碼如下：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

/// <summary>
/// 攝像機控制器
/// </summary>
public class CameraControler : MonoBehaviour
{
    // 限制攝像機角度范圍
    private const float Y_ANGLE_MIN = 10f;
    private const float Y_ANGLE_MAX = 50.0f;

    // 攝像機看向的物體
    public Transform lookAt;
    // 攝像機Transform
    public Transform camTransform;
    // 攝像機距離目標物體的距離
    public float distance = 1.2f;
    // 原始距離
    private float originalDistance;
    // 旋轉速度
    public float rotateSpeed = 0.01f;

    public float currentX = 0.0f;
    public float currentY = 20.0f;


    private void Start()
    {
        camTransform = transform;
        originalDistance = distance;
    }
    
    private void Update()
    {
        if (rotating)
        {
            currentX += rotateDelta.x;
            currentY += rotateDelta.y;
            currentY = Mathf.Clamp(currentY, Y_ANGLE_MIN, Y_ANGLE_MAX);
        }
    }

    private void LateUpdate()
    {
        Vector3 dir = new Vector3(0, 0, -distance);
        Quaternion rotation = Quaternion.Euler(currentY, currentX, 0);
        camTransform.position = lookAt.position + rotation * dir;
        camTransform.LookAt(lookAt.position);
    }
}

把CameraControler.cs腳本掛到主攝像機上，在Inspector面板賦值腳本的成員變數，運行Unity，可以看到有跟隨效果了，

5、攝像頭角度控制

我們在上面的CameraControler.cs腳本中添加兩個方法，如下：

// CameraControler.cs

private bool rotating;
private Vector2 rotateDelta;
    
public void RotateCam(Vector2 delta)
{
    rotateDelta = delta * rotateSpeed;
    rotating = true;
}

public void StopRotate()
{
    rotating = false;
}

然后在GameMgr.cs中添加右搖桿的調度，

// GameMgr.cs

// 右搖桿 ------------------------------------------
rightJointedArm.onDragCb = (direction) =>
{
    camCtrler.RotateCam(direction);
};
rightJointedArm.onStopCb = () => { camCtrler.StopRotate(); };

運行Unity，可以控制攝像頭角度旋轉了，

九、導航烘焙

如果我們想要實作點擊地圖某個位置，讓主角走到目標點，可以使用Unity的尋路導航功能，另外，這個功能也可以限制主角的移動區域，為了防止主角走到地圖外面，我們使用Navigation對場景進行導航烘焙，
首先選中地面，把地面設定為Static，

然后點擊選單Window / AI / Navigation，

點擊Bake分頁，點擊Bake按鈕，

看到地面蒙上了一層藍色的網，就說明烘焙成功了，

你可以在場景檔案所在目錄中看到它生成了一個NavMesh檔案，

另外，我們需要給主角添加NavMeshAgent組件，并根據主角模型大小設定Radius和Height，

如下：

運行Unity，測驗一下移動到地面邊界的效果，

十、傳送門觸發器

傳送門傳送，我使用了觸發器，檢測主角是否通過了傳送門，然后出發傳送邏輯，
給傳送門的前后添加兩個碰撞體，并勾選Is Trigger，

如下：

分別在兩個沖送門位置添加一個標記傳送目標位置的空物體，

給主角腳本Player.cs添加傳送的邏輯，

// Player.cs


public Transform homePos;
public Transform companyPos;
private string lastTrigger;

private void OnTriggerEnter(Collider other) 
{
    if("trigger1" == other.name || "trigger3" == other.name)        
    {
        lastTrigger = other.name;
    }
    else
    {
        if("trigger1" == lastTrigger && "trigger2" == other.name)
        {
             // 執行傳送，從公司到家
            rootTrans.position = homePos.position;
        }
        else if("trigger3" == lastTrigger && "trigger4" == other.name)
        {
             // 執行傳送，從家到公司
            rootTrans.position = companyPos.position;
        }
    }
}

這樣，當主角傳過傳送門的時候就會按順序觸發觸發器，最終指向傳送邏輯，

十一、特效

傳送時加多一個特效吧，使用PhotoShop畫一個菱形，如下：

再畫個菱形邊框，

使用粒子系統制作特效，效果如下：

主要利用的是粒子系統的color over Lifttime和Size over Lifetime來達到上面的效果，

關于粒子系統的相關教程，可以參見我之前寫的這幾篇文章：
【游戲開發實戰】權游紅袍女在火中看到了什么，我看到了…（Unity | 粒子系統 | 火焰特效 | ParticleSystem | 手把手制作）
【游戲開發實戰】Unity使用ShaderGraph配合粒子系統，制作子彈拖尾特效（Fate/stay night金閃閃的大招效果）
【學Unity的貓】——第十五章：Unity粒子系統ParticleSystem，下雪啦下雪啦
【游戲開發實戰】手把手教你使用Unity制作一個飛機噴射火焰尾氣的粒子效果

十二、最終效果

家門口：

從家門口穿過傳送門：

從公司經過傳送門回家：

十三、工程原始碼

本工程我已上傳到CODE CHINA，感興趣的同學可自行下載學習，
地址：https://codechina.csdn.net/linxinfa/UnityPortalDemo
注：我使用的Unity版本為Unity 2021.1.9f1c1 (64-bit)，

十四、完畢

好了，就到這里吧，最后希望廣州地鐵21號線高峰期可以提高發車頻率，不然真的很痛苦，
我是林新發：https://blog.csdn.net/linxinfa
原創不易，若轉載請注明出處，感謝大家~
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