【Unity基础练习--运动2 小球的跳跃（法线控制）】

终于大概理解了根据法线判断地面方向然后控制速度和跳跃的方法了。
在进行今天的教程之前，请务必完成Unity基础练习-运动1，因为这两个是上下文关联的。

今天的教程来自于这里：
Unity基础练习-运动2

同样，具体的过程教程里面有写，这里放出详细注释的代码以及一些订正纠错的地方。（教程里面有一步写错了）

C#脚本代码附带注释：

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

public class MovingSphere : MonoBehaviour
{
     
    //下方SerializeField对Unity字段序列化，这意味着它已保存在Unity编译器中公开
    //该字段仍然不受该类之外的代码影响
    [SerializeField,Range(0f,100f)]
    float maxSpeed = 10f;//调整速度

    [SerializeField,Range(0f,100f)]
    float maxAcceleration = 10f,maxAirAcceleration = 1f;//调整地面加速度和空中加速度

    [SerializeField,Range(0f,10f)]
    float JumpHeight = 2f;//控制跳跃高度

    [SerializeField,Range(0,5f)]
    int maxAirJumps = 0;//控制空中跳跃段数（比如二段跳之类的）
    
    [SerializeField,Range(0,90)]
    float maxGroundAngle = 25f;//最大地面角度阈值

    float minGroundDotProduct;

    int JumpPhase;//跟踪跳跃段数

    bool desiredJump;//检测是否跳跃
    
    int groundContactCount;//计算出拥有多少个地面接触点

    bool OnGround => groundContactCount > 0;
    //该定义方法与
    //bool OnGround{
     
    // get{
     
    //   return groundContactCount>0;
    // }
    // }

    Rigidbody body;

    private void OnValidate() {
     //可以用来验证数据
        minGroundDotProduct = Mathf.Cos(maxGroundAngle*Mathf.Deg2Rad);//检查角度
        //用Mathf.Deg2Rad将度数转换为弧度
    }
    
    void Awake() {
     
        body =  GetComponent<Rigidbody>();//拿到刚体
        OnValidate();//在构建时计算
    }

    Vector3 velocity,desiredVelocity;//跟踪速度,实现获取和设置分离

    Vector3 contactNormal;//跟踪当前法线，实现小球斜坡沿法线跳跃
    void Update(){
     
        Vector2 playerInput;//用一个Vector2来存储玩家的二维移动指令
        playerInput.x = Input.GetAxis("Horizontal");//让小球水平移动
        playerInput.y = Input.GetAxis("Vertical");//让小球垂直移动
        desiredJump |= Input.GetButtonDown("Jump");//让小球起跳
        // 但是我们有可能最终不会调用下一帧的FixedUpdate，在这时，desiredJump要设置回false，desiredJump将被忽略。
        // 可以通过布尔“或”运算或“或”赋值将检查与其先前的值相结合来防止这种情况。
        //这样一来，它一经启用便保持为true，直到我们将其显式设置回false。

        //上面这种方法控制移动是一种默认绑定
        //你可以从Edit——Project Setting——input中查看相关的设置
        playerInput = Vector2.ClampMagnitude(playerInput,1f);
        // playerInput.Normalize(); //该函数确保矢量不大于1,或者是使用上方ClampMagnitude方法
        //确保矢量不大于1可以让斜着走和其它方向的移动保持相同速度

        desiredVelocity = new Vector3(playerInput.x,0f,playerInput.y)*maxSpeed;

        GetComponent<Renderer>().material.SetColor(//根据接触点的数量来进行计数
            "_Color",Color.white*(groundContactCount*0.25f)
        );
    }

    void FixedUpdate() {
     //以固定的时间步长调整步速，默认值为0.02，每秒调用50次
        UpdateState();//统一使用UpdateState方法更改状态
        AdjustVelocity();//一下代码全部整合到AdjustVelocity之中
        // //根据你的帧速率，FixedUpdate每次调用时候，Update可以被调用零次，一次或多次。
        // //每个帧都会发生一系列FixedUpdate调用，
        // //然后调用Update，然后渲染该帧d。
        // //当物理时间步长相对于帧时间太大时，这可以使物理仿真的离散性质变得明显。
        // velocity = body.velocity;//检索出速度
        // float acceleration = onGround ? maxAcceleration:maxAirAcceleration;
        // //↑如果在地面上使用地面加速度，如果在空中使用空气加速度
        // float maxSpeedChange = acceleration * Time.deltaTime;//更新速度的幅度
        // // if(velocity.x < desiredVelocity.x)
        // // {
     
        // //     velocity.x = Mathf.Min(velocity.x+maxSpeedChange,desiredVelocity.x);//选取最小值消除过冲
        // // }
        // // else if(velocity.x>desiredVelocity.x){
     
        // //     velocity.x = Mathf.Max(velocity.x-maxSpeedChange,desiredVelocity.x);//选取最大值消除过冲效应
        // // }
        // //上方判定代码的简化：
        // //该函数返回值为    1+3<2? 1+3:2
        // velocity.x = Mathf.MoveTowards(velocity.x,desiredVelocity.x,maxSpeedChange);
        // velocity.z = Mathf.MoveTowards(velocity.z,desiredVelocity.z,maxSpeedChange);
        
        if(desiredJump){
     //检查是否跳跃
            desiredJump = false;
            Jump();
        }
        // onGround = false;
        ClearState();
    }

    void UpdateState(){
     //更改状态函数
        velocity = body.velocity;//记录当前速度
        if(OnGround){
     
            JumpPhase = 0;
            if(groundContactCount > 1){
     
                contactNormal.Normalize();//改变当前向量让它归一化成为适当的法线向量
            }
        }
        else{
     
            contactNormal = Vector3.up;//当没有触碰地面时，空气跳跃方向仍然向上    
        }
    }

    void Jump(){
     //跳跃函数
        if(OnGround || JumpPhase<maxAirJumps){
     
            JumpPhase +=1;
            float jumpSpeed = Mathf.Sqrt(-2f*Physics.gravity.y*JumpHeight);//为了让向上速度不超过单次跳跃速度上限
            float alignedSpeed = Vector3.Dot(velocity,contactNormal);//检查与接触法线对齐的速度的方法，使用点积来找到该速度
            if(alignedSpeed>0f){
     
                jumpSpeed = Mathf.Max(jumpSpeed - alignedSpeed,0f);
                //如果已经有向上的速度，则在将其添加到速度的Y分量之前，将其从跳跃速度中减去，这样就不会超速
                //用max函数解决已经快于跳跃速度但不希望减速的情况
            }
            velocity += contactNormal*jumpSpeed;//按照接触法线的比例将速度缩放至当前速率上
            //通过控制速度让其达到应该具有的高度，高中公式 v=sqrt(-2gh)
        }
    }

    void ClearState(){
     //重置状态
        groundContactCount = 0;//将计数设置为0
        contactNormal = Vector3.zero;
    }

    private void OnCollisionEnter(Collision collision) {
     //Collision获得碰撞信息
        EvaluateCollision(collision);//将collision信息转交给EvaluateCollision处理
    }

    private void OnCollisionStay(Collision collision) {
     //Collision获得碰撞信息
        EvaluateCollision(collision);//将collision信息转交给EvaluateCollision处理
    }
    
    void EvaluateCollision(Collision collision){
     
        for(int i= 0;i<collision.contactCount;i++){
     //contactCount用于找到接触点数量
            Vector3 normal = collision.GetContact(i).normal;//通过GetContact方法遍历所有点，并访问法线属性
            // onGround |= normal.y>=minGroundDotProduct;//这里是通过接收法线方向来判定是碰到了地面还是墙体
            if(normal.y >= minGroundDotProduct){
     //接触到地面时存储当前法线
                groundContactCount +=1;
                contactNormal += normal;//积累法线，计算平均法线方向
            }
        }
        
    }

    Vector3 ProjectOnContactPlane(Vector3 vector){
     //寻找与平面对齐的向量
        return vector - contactNormal*Vector3.Dot(vector,contactNormal);//找到在平面上的投影
    }

    void AdjustVelocity(){
     //在斜坡上突然反转方向时，球体不再与地面失去接触
        Vector3 xAxis = ProjectOnContactPlane(Vector3.right).normalized;
        Vector3 zAxis = ProjectOnContactPlane(Vector3.forward).normalized;
        //通过在接触平面上投影右向量和向前向量来确定投影的X轴和Z轴
        //通过归一化以获得正确的方向

        float currentX = Vector3.Dot(velocity,xAxis);
        float currentZ = Vector3.Dot(velocity,zAxis);
        //将当前速度投影到两个向量上，以获得相对的X和Z速度

        float acceleration = OnGround? maxAcceleration:maxAirAcceleration;
        float maxSpeedChange = acceleration*Time.deltaTime;

        float newX = 
            Mathf.MoveTowards(currentX,desiredVelocity.x,maxSpeedChange);
        float newZ = 
            Mathf.MoveTowards(currentZ,desiredVelocity.z,maxSpeedChange);
        //↑计算新的X和Z速度，但是现在相对于地面

        velocity += xAxis*(newX-currentX)+zAxis*(newZ - currentZ);
        //通过沿相对轴添加新旧速度之间的差异来调整速度
    }

}

通过这次教程学习到的地方以及需要注意的点：

1.刚体组件里面的is Kinematic属性是确定刚体是否接受动力学模拟，此影响包括重力，速度，阻力，质量等物理模拟

2.在每个物理模拟步骤开始时都会调用FixedUpdate方法。发生的频率取决于时间步长，默认为0.02S（每秒50次），但可以通过"Time"项目设置或者通过Time.fixedDeltaTime进行更改

3.Onvalidate（）可以用来验证数据。脚本加载或者Inspector中的任何值被修改时会调用

4.用Mathf.Deg2Rad将度数转换为弧度

5.Vector3.normalized，当前向量不改变，返回一个新的规范化向量，长度为1
Vector3.Normalize(),将当前向量变为长度为一的单位向量

此外，normalized是一个变量而Normalize（）是一个函数