【游戏开发创新】上班通勤时间太长，做一个任意门，告别地铁与塞车（Unity | 建模 | ShaderGraph | 摇杆 | 角色控制）

一、前言

嗨，大家好，我是新发。
现在每天上班的通勤时间是一个多小时，加上下班的通勤时间，每天在路上就是两个半小时，在广州早高峰坐地铁简直要命，这里我不得不吐槽一下广州21号线，人流量超多，发车频率还低，导致每趟都堆积特别多人，每次都要等至少两三趟才能挤上，而且都好暴力，太疯狂了，这样真的容易出事，每次出地铁心里都在重复一句话：下次不搭21号线了！
还好有热心同事经常开车搭我上下班，老麻烦别人也很不好意思，不过，搭了几次车又感觉脸皮厚了-_-

要是有一个任意门可以连接家门口和公司门口就好了，现实中没有，那就在虚拟世界里做一个吧~

二、最终效果

我做的Demo最终效果如下，
家门口：

从家门口穿过传送门：

从公司经过传送门回家：

下面，我就来讲讲我的制作过程吧~

三、Blender建模

看过我前面两篇文章的同学应该知道，我最近自学了Blender建模，感兴趣的同学可以看下我之前两篇文章，
【游戏开发创新】当我学了Blender 建模，自制3D电脑桌面，回收站爆发了，把我做的模型都吐了出来（Blender | Unity | FBX），
【游戏开发创新】自学Blender建模，自制孔明灯，在Unity中点亮整个星空，愿新年，胜旧年（Unity | 建模 | 粒子系统 | 预设）

1、Blender下载安装

Blender官网：https://www.blender.org/
Blender中国社区：https://www.blendercn.org/
Blender中文手册：https://docs.blender.org/manual/zh-hans/2.79/about/introduction.html

我使用的Blender版本是2.93.4，

注：关于Blender的教程网上蛮多的，这里我就不过多讲了，掌握基本操作和快捷键，很快就可以上手建模啦~

2、传送门建模

传送门最终模型如下：

3、房子建模

房子最终模型如下：

4、公司大楼建模

公司大楼最终模型如下：

5、文字模型

再做一些文字模型，

四、Blender导出FBX

在Blender中点击菜单File / Export / FBX，将模型导出成FBX格式，

如下：

五、FBX导入Unity中

将FBX文件导入到Unity工程中，

把模型放入场景中，现在都是默认的材质，所以都是灰白色的，不着急，下面我们就来做材质~

六、制作材质

1、传送门

材质球使用的shader我打算使用ShaderGraph来制作，我之前写过一篇ShaderGraph的文章：《ShaderGraph使用教程与各种特效案例：Unity2020》，推荐先看下这篇文章。

1.1、ShaderGraph准备

安装Universal RP插件，

在Project视图中右键鼠标，点击菜单Create / Rendering / Universal Render Pipeline / Pipeline Asset (Forward Renderer)，

创建UniversalRenderPipelineAsset，如下

点击菜单Edit / Project Settings...，打开Project Settings窗口，选择Graphics分页，把UniversalRenderPipelineAsset拖到Scriptable Render Pipeline Settings中，

1.2、创建ShaderGraph

在Project视图中右键鼠标，点击菜单Create / Shader / Universal Render Pipeline / Lit Shader Graph，创建一个PBR的ShaderGraph，

重命名为PortalCenter，作为传送门中心的shader，

1.3、编辑ShaderGraph

双击PortalCenter打开编辑器，编辑节点如下，核心就是对泰森多边形（Voronio）进行UV旋涡旋转（Twirl）。

1.4、材质球使用ShaderGraph

创建一个材质球Material， 重命名为PortalCenter，

设置材质球的shader为刚刚的ShaderGraph文件，

1.5、模型引用材质球

将材质球赋值给传送门模型，

效果如下，

2、房子材质球

同理，制作房子的材质，

效果如下，

3、公司大楼材质球

制作房子的材质，

效果如下，

七、地面

1、广州地铁图

找一张广州最新的地铁地图，我找到的是下面这张，

2、地面（Plane）

在场景中创建一个Plane平面，制作材质并引用这张图片，


效果如下：

八、主角

1、主角资源

主角我在AssetStore上找到了一个心仪的模型，推荐给大家，
AssetStore地址：https://assetstore.unity.com/packages/3d/characters/humanoids/sci-fi/stylized-astronaut-114298

将模型下载导入Unity中，

2、双摇杆制作

主角的移动和摄像头的角度旋转我想通过摇杆来控制，我们做一个双摇杆功能。
在Canvas节点上右键点击菜单UI / Panel，创建一个Panel，

把Image组件禁用掉，因为我们不需要Panel显示出来，

在Panel下创建一个Image，重命名为leftJointedArm，作为左摇杆的父节点，

设置它的锚点为bottom - left，即屏幕左下角，调整坐标和宽高，

像这样子，

把它的Color的alpha调为0，因为我们只需要利用它的区域来检测触碰，我们不需要肉眼看见它，

接着在它的子节点下创建两个Image，分别命名为bg和center，

它们的Source Image都设置为摇杆的图片资源，

分别调整下bg和center的大小和颜色透明度，效果如下：

同理再做一个右摇杆，

效果如下：

接下来需要给摇杆加上逻辑，Unity的UGUI提供了ScrollRect组件，非常适合用来制作摇杆，我们继承ScrollRect然后实现OnDrag和OnEndDrag方法，可以很方便地获取到摇杆的遥控数据，另外，为了检测区域点击，我们再实现IPointerDownHandler接口。

创建摇杆脚本JointedArm.cs，代码如下：

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

/// 

/// 摇杆
/// 
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))
        {
            //松手时，摇杆复位
            trans.localPosition = originalPos;
            this.content.localPosition = Vector3.zero;
        }
    }

    protected override void Start()
    {
        base.Start();
        //计算摇杆块的半径
        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("摇杆滑动，方向：" + contentPostion);

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

    public override void OnEndDrag(PointerEventData eventData)
    {
        base.OnEndDrag(eventData);
        // Debug.Log("摇杆拖动结束");
        if (null != onStopCb)
            onStopCb();
    }

    public void OnPointerDown(PointerEventData eventData)
    {
        //点击到摇杆的区域，摇杆移动到点击的位置
        trans.position = uiCam.ScreenToWorldPoint(eventData.position);
        trans.localPosition = new Vector3(trans.localPosition.x, trans.localPosition.y, 0);
    }
}

把JointedArm.cs分别挂到leftJointedArm和rightJointedArm上，赋值对应的center，

运行Unity，摇杆测试效果如下：

接下来我们要实现左摇杆控制主角移动并播放跑的动画，右摇杆控制摄像机角度旋转。

3、主角移动控制

3.1、动画控制

注：关于Animator组件的详细使用可以参见我之前写的这篇文章：《Unity动画状态机Animator使用》

打开角色的动画控制器文件CharacterController，

可以看到，两个动作，一个idle（站立）一个Run（跑），

到Parameters（参数）里面有一个AnimationPar参数，这个参数就是用来控制站立与跑着两个动画的过渡条件的，

从Idle过渡到Run的条件是AnimationPar等于1，

从Run过渡到Idle的条件是AnimationPar等于0，

这样，我们就可以在代码中通过这个参数来控制动画的过渡了，例：

// public Animator anim; 

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

3.2、移动控制

主角的移动控制包括坐标和角度的变化，当摇杆向左滑，主角向左移动，同时主角的朝向也跟着转向左边。
移动我们可以设置transfrom的position属性来实现，转向我们可以设置transfrom的forward属性来实现，例：

// Vector3 moveDirection; 摇杆向量
// float speed; 移动速度
// float turnSpeed; 转向速度

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

3.3、主角脚本代码

综上，我们封装一个主角脚本Player.cs，代码如下：

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

/// 

/// 主角脚本
/// 
public class Player : MonoBehaviour
{
    // 移动速度
    public float speed = 1f;
    // 转向速度
    public float turnSpeed = 20f;

    public Animator anim;
    // 跟节点
    public Transform rootTrans;
    // 模型节点
    public Transform modelTrans;
    // 导航Agent
    public NavMeshAgent navAgent;
    
    // 是否在移动
    private bool moving = false;
    // 移动向量
    private Vector3 moveDirection = Vector3.zero;
    // 是否可移动
    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;
    }

将Player.cs脚本挂到主角物体上，在Inspector面板赋值脚本的成员变量，

我们再创建一个GameMgr.cs脚本来调度，

// GameMgr.cs

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

// ...

// 左摇杆 -------------------------------------------
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(); };

创建一个空物体重命名为GameMgr，把GameMgr.cs挂到这个物体上，并在Inspector面板中赋值脚本的成员变量。

3.4、主角移动测试

运行测试效果如下：

4、摄像机跟随

我们创建一个CameraControler.cs脚本，实现摄像机跟随主角的逻辑，代码如下：

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

/// 

/// 摄像机控制器
/// 
public class CameraControler : MonoBehaviour
{
    // 限制摄像机角度范围
    private const float Y_ANGLE_MIN = 10f;
    private const float Y_ANGLE_MAX = 50.0f;

    // 摄像机看向的物体
    public Transform lookAt;
    // 摄像机Transform
    public Transform camTransform;
    // 摄像机距离目标物体的距离
    public float distance = 1.2f;
    // 原始距离
    private float originalDistance;
    // 旋转速度
    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脚本挂到主摄像机上，在Inspector面板赋值脚本的成员变量，运行Unity，可以看到有跟随效果了，

5、摄像头角度控制

我们在上面的CameraControler.cs脚本中添加两个方法，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中添加右摇杆的调度，

// GameMgr.cs

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

运行Unity，可以控制摄像头角度旋转了，

九、导航烘焙

如果我们想要实现点击地图某个位置，让主角走到目标点，可以使用Unity的寻路导航功能，另外，这个功能也可以限制主角的移动区域，为了防止主角走到地图外面，我们使用Navigation对场景进行导航烘焙。
首先选中地面，把地面设置为Static，

然后点击菜单Window / AI / Navigation，

点击Bake分页，点击Bake按钮，

看到地面蒙上了一层蓝色的网，就说明烘焙成功了，

你可以在场景文件所在目录中看到它生成了一个NavMesh文件，

另外，我们需要给主角添加NavMeshAgent组件，并根据主角模型大小设置Radius和Height，

如下：

运行Unity，测试一下移动到地面边界的效果，

十、传送门触发器

传送门传送，我使用了触发器，检测主角是否通过了传送门，然后出发传送逻辑。
给传送门的前后添加两个碰撞体，并勾选Is Trigger，

如下：

分别在两个冲送门位置添加一个标记传送目标位置的空物体，

给主角脚本Player.cs添加传送的逻辑，

// 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)
        {
             // 执行传送，从公司到家
            rootTrans.position = homePos.position;
        }
        else if("trigger3" == lastTrigger && "trigger4" == other.name)
        {
             // 执行传送，从家到公司
            rootTrans.position = companyPos.position;
        }
    }
}

这样，当主角传过传送门的时候就会按顺序触发触发器，最终指向传送逻辑。

十一、特效

传送时加多一个特效吧，使用PhotoShop画一个菱形，如下：

再画个菱形边框，

使用粒子系统制作特效，效果如下：

主要利用的是粒子系统的color over Lifttime和Size over Lifetime来达到上面的效果，

关于粒子系统的相关教程，可以参见我之前写的这几篇文章：
【游戏开发实战】权游红袍女在火中看到了什么，我看到了…（Unity | 粒子系统 | 火焰特效 | ParticleSystem | 手把手制作）
【游戏开发实战】Unity使用ShaderGraph配合粒子系统，制作子弹拖尾特效（Fate/stay night金闪闪的大招效果）
【学Unity的猫】——第十五章：Unity粒子系统ParticleSystem，下雪啦下雪啦
【游戏开发实战】手把手教你使用Unity制作一个飞机喷射火焰尾气的粒子效果

十二、最终效果

家门口：

从家门口穿过传送门：

从公司经过传送门回家：

十三、工程源码

本工程我已上传到CODE CHINA，感兴趣的同学可自行下载学习。
地址：https://codechina.csdn.net/linxinfa/UnityPortalDemo
注：我使用的Unity版本为Unity 2021.1.9f1c1 (64-bit)。

十四、完毕

好了，就到这里吧，最后希望广州地铁21号线高峰期可以提高发车频率，不然真的很痛苦。
我是林新发：https://blog.csdn.net/linxinfa
原创不易，若转载请注明出处，感谢大家~
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