Unity如何实现在球表面移动并朝向一目标点(一)

在球面上运动并始终朝向球面上一点,就好像在人地球上始终朝向北极的原理一样。
首先我们在球面上运动,UP方向必须要设置好,我们可以获得物体在球面上运动是所在的点(即鼠标点击位置),求出这个位置在球面上的法线向量,即是UP方向。
Unity如何实现在球表面移动并朝向一目标点(一)_第1张图片
然后我们通过找到该点所在的切面,从中找到朝向目标点的切线,这条切线就是我们所需要的正方向。通过叉乘我们能获得物体、目标点、球心共同组成的切面的法线,将该发现与之前的球面上的法线进行叉乘运算可求得(对叉乘不理解的小伙伴可以查询“向量叉乘”)
最后我们在改变方向上给物体一个父级的空对象,用于确定UP轴方向,而物体本身用来确定水平方向(以自身坐标系来看),以防止改变正方向时UP方向偏移或者改变UP方向是正方向偏移。
代码如下:
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class MoveOnSphere : MonoBehaviour {
    public GameObject sphere;
    public GameObject target;
	// Use this for initialization
    
	void Start () {
        if (sphere == null)
		{
            Debug.Log("球为空");
            return;
		}       
	}	
	// Update is called once per frame
	void Update () {
        if (Input.GetMouseButton(0))
        {
            Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
            RaycastHit hit;
            if (Physics.Raycast(ray, out hit, 1000, 1 << 8))//8层,球的层级
            {          
				//胶囊体在一个父级空对象下
                transform.parent.position = hit.point;
				
                //计算球上一点的法线向量
                Vector3 normal = transform.position-sphere.transform.position;
				
				//球心到目标点的向量
                Vector3 SphereToTarget = target.transform.position - sphere.transform.position;
				
				//计算次法线的向量(即与切线和法线所在平面垂直的向量)
                Vector3 binormal = Vector3.Cross(normal,SphereToTarget).normalized;
				
				//计算出指向目标物的切线向量
                Vector3 tangent = Vector3.Cross(binormal,normal);
				
				//计算父级的前方向和目标切线的角度
                float angle = Vector3.Angle(transform.parent.forward,tangent);
				
				//胶囊体旋转相反的角度对准目标物体
                transform.localEulerAngles = new Vector3(0,-angle,0);
				
				//将UP向量朝向法线
                transform.parent.up = normal;
                
            }
        }
	}
}
在朝向问题经检验有些BUG,在下一章会详细阐述并修改!!见谅
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